O papel dos elementos da terra rara nos catalizadores

Durante o último medio século, realizáronse unha ampla investigación sobre os efectos catalíticos de elementos raros (principalmente óxidos e cloruros), e obtivéronse algúns resultados regulares, que se poden resumir do seguinte xeito:

1. Na estrutura electrónica deElementos da Terra rara, Os electróns 4F están situados na capa interna e están blindados por electróns 5S e 5p, mentres que a disposición de electróns externos que determinan as propiedades químicas da sustancia é a mesma. Polo tanto, en comparación co efecto catalítico do elemento de transición d, non hai unha característica obvia e a actividade non é tan alta como a de elemento de transición d;

2. Na maioría das reaccións, a actividade catalítica de cada elemento de terra rara non cambia moito, cun máximo de 12 veces, especialmente para Helementos de terra rara evyonde case non hai cambio de actividade. Isto é completamente diferente do elemento de transición D, e a súa actividade ás veces pode diferir por varias ordes de magnitude; A actividade catalítica de 3 elementos da terra rara pódese dividir basicamente en dous tipos. Un tipo corresponde a un cambio monotónico no número de electróns (1-14) no orbital 4F, como a hidroxenación e a deshidroxenación, e o outro tipo corresponde a un cambio periódico na disposición de electróns (1-7, 7-14) no orbital 4F, como oxidación;

4. Numerosos estudos demostraron que os catalizadores industriais que conteñen elementos de terra rara conteñen principalmente unha pequena cantidade de elementos de terra rara, e normalmente só se usan como compoñentes activos en catalizadores de CO ou catalizadores mixtos.

Esencialmente, os catalizadores son materiais con funcións especiais. Os compostos de terra rara teñen importancia especialmente importante no desenvolvemento e aplicación de tales materiais, porque teñen unha ampla gama de propiedades catalíticas, incluíndo a redución de oxidación e as propiedades da base ácido, e raramente se coñecen en moitos aspectos, con moitas áreas a desenvolver; En moitos materiais catalíticos, os elementos da Terra rara teñen unha gran intercambiabilidade con outros elementos, que poden servir como compoñente principal do catalizador, así como un compoñente secundario ou catalizador de CO. Os compostos de terra rara pódense usar para producir materiais catalizadores con diferentes propiedades para diferentes reaccións; Os compostos de terra rara, especialmente os óxidos, teñen unha estabilidade térmica e química relativamente alta, proporcionando a posibilidade para o uso xeneralizado de tales materiais catalizadores. Os catalizadores da Terra rara teñen un bo rendemento, varios tipos e unha ampla gama de aplicacións catalíticas.

Na actualidade, os materiais do catalizador da terra rara úsanse principalmente en craqueo e reforma de petróleo, purificación de escape de automóbiles, caucho sintético e moitos campos químicos orgánicos e inorgánicos.