Καταλυτικά υλικά σπανίων γαιών

Ο όρος «καταλύτης» χρησιμοποιείται από τις αρχές του 19ου αιώνα, αλλά είναι ευρέως γνωστός για σχεδόν 30 χρόνια, περίπου χρονολογείται από τη δεκαετία του 1970 όταν η ατμοσφαιρική ρύπανση και άλλα ζητήματα έγιναν πρόβλημα. Πριν από αυτό, έπαιζε πολύ σημαντικό ρόλο στα βάθη των χημικών φυτών που οι άνθρωποι δεν μπορούσαν να παρατηρήσουν, αθόρυβα αλλά συνεχώς για δεκαετίες. Είναι ένας τεράστιος πυλώνας της χημικής βιομηχανίας και με την ανακάλυψη νέων καταλυτών, η μεγάλης κλίμακας χημική βιομηχανία δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί μέχρι τη βιομηχανία των σχετικών υλικών. Για παράδειγμα, η ανακάλυψη και η χρήση καταλυτών σιδήρου έθεσε τα θεμέλια για τη σύγχρονη χημική βιομηχανία, ενώ η ανακάλυψη των καταλυτών με βάση το τιτάνιο άνοιξε το δρόμο για τις βιομηχανίες πετροχημικών και πολυμερών σύνθεσης. Στην πραγματικότητα, η παλαιότερη εφαρμογή στοιχείων σπάνιων γαιών ξεκίνησε επίσης με καταλύτες. Το 1885, ο αυστριακός CAV Welsbach εμπότισε ένα διάλυμα νιτρικού οξέος που περιείχε 99% ThO2 και 1% CeO2 σε αμίαντο για να φτιάξει έναν καταλύτη, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε στη βιομηχανία κατασκευής αμπαζούρ ατμού.

Αργότερα, με την ανάπτυξη της βιομηχανικής τεχνολογίας και την εμβάθυνση της έρευνας γιασπάνιες γαίες, διαπιστώθηκε ότι λόγω της καλής συνεργιστικής επίδρασης μεταξύ σπάνιων γαιών και άλλων μεταλλικών καταλυτικών συστατικών, τα καταλυτικά υλικά σπάνιων γαιών που κατασκευάζονται από αυτά όχι μόνο έχουν καλή καταλυτική απόδοση, αλλά έχουν επίσης καλή απόδοση κατά της δηλητηρίασης και υψηλή σταθερότητα. Είναι πιο άφθονα σε πόρους, φθηνότερα σε τιμή και πιο σταθερά σε απόδοση από τα πολύτιμα μέταλλα και έχουν γίνει μια νέα δύναμη στο καταλυτικό πεδίο. Επί του παρόντος, οι καταλύτες σπάνιων γαιών έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς όπως η πυρόλυση πετρελαίου, η χημική βιομηχανία, ο καθαρισμός καυσαερίων αυτοκινήτων και η καταλυτική καύση φυσικού αερίου. Η χρήση σπάνιων γαιών στον τομέα των καταλυτικών υλικών αντιπροσωπεύει σημαντικό μερίδιο. Οι Ηνωμένες Πολιτείες καταναλώνουν το μεγαλύτερο ποσοστό σπάνιων γαιών στην κατάλυση, και η Κίνα καταναλώνει επίσης μεγάλη ποσότητα σε αυτόν τον τομέα.

Τα καταλυτικά υλικά σπανίων γαιών συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται ευρέως σε παραδοσιακούς τομείς όπως το πετρέλαιο και η χημική μηχανική. Με την ενίσχυση της εθνικής περιβαλλοντικής συνείδησης, ειδικά με την προσέγγιση των Ολυμπιακών Αγώνων του Πεκίνου 2008 και της Παγκόσμιας Έκθεσης της Σαγκάης 2010, η ζήτηση και η εφαρμογή καταλυτικών υλικών σπάνιων γαιών στην προστασία του περιβάλλοντος, όπως καθαρισμός καυσαερίων αυτοκινήτων, καταλυτική καύση φυσικού αερίου, πετρέλαιο βιομηχανίας εστίασης καθαρισμός καπνών, βιομηχανικός καθαρισμός καυσαερίων και εξάλειψη πτητικών οργανικών απαερίων, σίγουρα θα αυξηθεί σημαντικά.