Im letzten halben Jahrhundert wurden umfangreiche Untersuchungen zu den katalytischen Wirkungen seltener Elemente (hauptsächlich Oxide und Chloride) durchgeführt und dabei einige regelmäßige Ergebnisse erzielt, die wie folgt zusammengefasst werden können:
1. In der elektronischen Struktur vonSeltenerdelemente, 4f-Elektronen befinden sich in der inneren Schicht und werden durch 5s- und 5p-Elektronen abgeschirmt, während die Anordnung der äußeren Elektronen, die die chemischen Eigenschaften der Substanz bestimmen, gleich ist. Daher gibt es im Vergleich zur katalytischen Wirkung des d-Übergangselements keine offensichtlichen Eigenschaften und die Aktivität ist nicht so hoch wie die des d-Übergangselements;
2. Bei den meisten Reaktionen ändert sich die katalytische Aktivität jedes Seltenerdelements nicht wesentlich, mit einem Maximum von 12, insbesondere für hschwere Seltenerdelementewo es fast keine Aktivitätsänderung gibt. Dies ist völlig anders als das Übergangselement d, und ihre Aktivität kann sich teilweise um mehrere Größenordnungen unterscheiden; Die katalytische Aktivität von 3 Seltenerdelementen lässt sich grundsätzlich in zwei Typen einteilen. Ein Typ entspricht einer monotonen Änderung der Anzahl der Elektronen (1–14) im 4f-Orbital, wie z. B. Hydrierung und Dehydrierung, und der andere Typ entspricht einer periodischen Änderung der Anordnung der Elektronen (1–7, 7–14). ) im 4f-Orbital, wie z. B. Oxidation;
4. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Industriekatalysatoren mit Seltenerdelementen meist einen geringen Anteil an Seltenerdelementen enthalten und im Allgemeinen nur als aktive Komponenten in Co-Katalysatoren oder Mischkatalysatoren eingesetzt werden.
Im Wesentlichen handelt es sich bei Katalysatoren um Materialien mit besonderen Funktionen. Seltenerdverbindungen sind bei der Entwicklung und Anwendung solcher Materialien von besonderer Bedeutung, da sie über ein breites Spektrum an katalytischen Eigenschaften, einschließlich Oxidations-Reduktions- und Säure-Base-Eigenschaften, verfügen und in vielen Aspekten kaum bekannt sind und viele Bereiche noch erschlossen werden müssen ; In vielen katalytischen Materialien weisen Seltenerdelemente eine hohe Austauschbarkeit mit anderen Elementen auf, die als Hauptkomponente des Katalysators sowie als Nebenkomponente oder Co-Katalysator dienen können. Aus Seltenerdverbindungen lassen sich Katalysatormaterialien mit unterschiedlichen Eigenschaften für unterschiedliche Reaktionen herstellen; Seltenerdverbindungen, insbesondere Oxide, weisen eine relativ hohe thermische und chemische Stabilität auf, was die Möglichkeit einer weit verbreiteten Verwendung solcher Katalysatormaterialien bietet. Seltenerdkatalysatoren haben eine gute Leistung, sind in verschiedenen Typen erhältlich und bieten ein breites Spektrum an katalytischen Anwendungen.
Derzeit werden Seltenerdkatalysatormaterialien hauptsächlich beim Cracken und Reformieren von Erdöl, bei der Reinigung von Automobilabgasen, bei synthetischem Kautschuk und in vielen Bereichen der organischen und anorganischen Chemie eingesetzt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. Okt. 2023