ઉત્પ્રેરકમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની ભૂમિકા

પાછલી અડધી સદીમાં, દુર્લભ તત્વો (મુખ્યત્વે ઓક્સાઇડ અને ક્લોરાઇડ્સ) ની ઉત્પ્રેરક અસરો પર વ્યાપક સંશોધન હાથ ધરવામાં આવ્યું છે અને કેટલાક નિયમિત પરિણામો પ્રાપ્ત થયા છે, જેનો સારાંશ નીચે પ્રમાણે આપી શકાય છે:

1. ની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનામાંદુર્લભ પૃથ્વી તત્વો, 4f ઇલેક્ટ્રોન આંતરિક સ્તરમાં સ્થિત છે અને 5s અને 5p ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કવચિત છે, જ્યારે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણી જે પદાર્થના રાસાયણિક ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે તે સમાન છે. તેથી, d સંક્રમણ તત્વની ઉત્પ્રેરક અસરની સરખામણીમાં, ત્યાં કોઈ સ્પષ્ટ લાક્ષણિકતા નથી, અને પ્રવૃત્તિ d સંક્રમણ તત્વ જેટલી ઊંચી નથી;

2. મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓમાં, દરેક દુર્લભ પૃથ્વી તત્વની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં વધુ ફેરફાર થતો નથી, વધુમાં વધુ 12 વખત, ખાસ કરીને h માટેદુર્લભ પૃથ્વી તત્વોજ્યાં લગભગ કોઈ પ્રવૃત્તિ બદલાતી નથી. આ સંક્રમણ તત્વ d થી સંપૂર્ણપણે અલગ છે, અને તેમની પ્રવૃત્તિ કેટલીકવાર તીવ્રતાના કેટલાક ઓર્ડર દ્વારા અલગ હોઈ શકે છે; 3 દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિને મૂળભૂત રીતે બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. એક પ્રકાર 4f ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોન (1-14) ની સંખ્યામાં એકવિધ ફેરફારને અનુરૂપ છે, જેમ કે હાઇડ્રોજનેશન અને ડિહાઇડ્રોજનેશન, અને બીજો પ્રકાર ઇલેક્ટ્રોનની ગોઠવણીમાં સામયિક ફેરફારને અનુરૂપ છે (1-7, 7-14). ) 4f ભ્રમણકક્ષામાં, જેમ કે ઓક્સિડેશન;

4. અસંખ્ય અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો ધરાવતા ઔદ્યોગિક ઉત્પ્રેરકમાં મોટાભાગે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની થોડી માત્રા હોય છે, અને સામાન્ય રીતે સહ ઉત્પ્રેરક અથવા મિશ્ર ઉત્પ્રેરકમાં સક્રિય ઘટકો તરીકે જ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આવશ્યકપણે, ઉત્પ્રેરક એ વિશિષ્ટ કાર્યો સાથેની સામગ્રી છે. દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનો આવી સામગ્રીના વિકાસ અને ઉપયોગ માટે ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ મહત્વ ધરાવે છે, કારણ કે તેઓ ઉત્પ્રેરક ગુણધર્મોની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે, જેમાં ઓક્સિડેશન-ઘટાડો અને એસિડ-બેઝ ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે, અને તે ભાગ્યે જ ઘણા પાસાઓમાં જાણીતા છે, જેમાં ઘણા ક્ષેત્રોનો વિકાસ થવાનો છે. ; ઘણી ઉત્પ્રેરક સામગ્રીઓમાં, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં અન્ય તત્વો સાથે અદભૂત વિનિમયક્ષમતા હોય છે, જે ઉત્પ્રેરકના મુખ્ય ઘટક તેમજ ગૌણ ઘટક અથવા સહ ઉત્પ્રેરક તરીકે સેવા આપી શકે છે. દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓ માટે વિવિધ ગુણધર્મો સાથે ઉત્પ્રેરક સામગ્રી બનાવવા માટે થઈ શકે છે; દુર્લભ પૃથ્વીના સંયોજનો, ખાસ કરીને ઓક્સાઇડ, પ્રમાણમાં ઊંચી ઉષ્મીય અને રાસાયણિક સ્થિરતા ધરાવે છે, જે આવી ઉત્પ્રેરક સામગ્રીના વ્યાપક ઉપયોગની શક્યતા પૂરી પાડે છે. દુર્લભ પૃથ્વી ઉત્પ્રેરક સારી કામગીરી, વિવિધ પ્રકારો અને ઉત્પ્રેરક કાર્યક્રમોની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે.

હાલમાં, દુર્લભ પૃથ્વી ઉત્પ્રેરક સામગ્રીનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પેટ્રોલિયમ ક્રેકીંગ અને સુધારણા, ઓટોમોટિવ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ, કૃત્રિમ રબર અને ઘણા કાર્બનિક અને અકાર્બનિક રાસાયણિક ક્ષેત્રોમાં થાય છે.