دور العناصر الأرضية النادرة في المحفزات

على مدار نصف القرن الماضي، تم إجراء أبحاث مكثفة حول التأثيرات التحفيزية للعناصر النادرة (أساسًا الأكاسيد والكلوريدات)، وتم الحصول على بعض النتائج المنتظمة، والتي يمكن تلخيصها على النحو التالي:

1. في الهيكل الإلكتروني للالعناصر الأرضية النادرة، توجد إلكترونات 4f في الطبقة الداخلية ومحمية بإلكترونات 5s و5p، في حين أن ترتيب الإلكترونات الخارجية الذي يحدد الخواص الكيميائية للمادة هو نفسه. لذلك، بالمقارنة مع التأثير التحفيزي للعنصر الانتقالي d، لا توجد خاصية واضحة، والنشاط ليس مرتفعًا مثل نشاط العنصر الانتقالي d؛

2. في معظم التفاعلات، لا يتغير النشاط التحفيزي لكل عنصر أرضي نادر كثيرًا، بحد أقصى 12 مرة، خاصة بالنسبة للساعة.كل العناصر الأرضية النادرةحيث لا يوجد أي تغيير في النشاط تقريبًا. وهذا يختلف تمامًا عن العنصر الانتقالي d، ويمكن أن يختلف نشاطه أحيانًا بعدة أوامر من حيث الحجم؛ يمكن تقسيم النشاط التحفيزي لثلاثة عناصر أرضية نادرة إلى نوعين. النوع الأول يتوافق مع تغير رتيب في عدد الإلكترونات (1-14) في المدار 4f مثل الهدرجة ونزع الهيدروجين، والنوع الآخر يتوافق مع تغير دوري في ترتيب الإلكترونات (1-7، 7-14). ) في المدار 4f، مثل الأكسدة؛

4. أظهرت العديد من الدراسات أن المحفزات الصناعية التي تحتوي على عناصر أرضية نادرة تحتوي في الغالب على كمية صغيرة من العناصر الأرضية النادرة، وتستخدم عمومًا فقط كمكونات نشطة في المحفزات المشتركة أو المحفزات المختلطة.

في الأساس، المحفزات هي مواد ذات وظائف خاصة. وللمركبات الأرضية النادرة أهمية خاصة في تطوير وتطبيق مثل هذه المواد، لأنها تتمتع بمجموعة واسعة من الخصائص التحفيزية، بما في ذلك خصائص الأكسدة والاختزال والخواص الحمضية القاعدية، ونادرا ما تكون معروفة في العديد من الجوانب، مع وجود العديد من المجالات التي يتعين تطويرها ; في العديد من المواد التحفيزية، تتمتع العناصر الأرضية النادرة بقابلية كبيرة للتبادل مع العناصر الأخرى، والتي يمكن أن تكون بمثابة المكون الرئيسي للمحفز، بالإضافة إلى مكون ثانوي أو محفز مساعد. يمكن استخدام المركبات الأرضية النادرة لإنتاج مواد محفزة ذات خصائص مختلفة لتفاعلات مختلفة؛ تتمتع المركبات الأرضية النادرة، وخاصة الأكاسيد، بثبات حراري وكيميائي مرتفع نسبيًا، مما يوفر إمكانية الاستخدام الواسع النطاق لمثل هذه المواد المحفزة. تتمتع المحفزات الأرضية النادرة بأداء جيد، وأنواع مختلفة، ومجموعة واسعة من التطبيقات الحفزية.

في الوقت الحاضر، تُستخدم المواد المحفزة الأرضية النادرة بشكل أساسي في تكسير وإصلاح البترول، وتنقية عوادم السيارات، والمطاط الصناعي، والعديد من المجالات الكيميائية العضوية وغير العضوية.