उत्प्रेरकों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की भूमिका

पिछली आधी सदी में, दुर्लभ तत्वों (मुख्य रूप से ऑक्साइड और क्लोराइड) के उत्प्रेरक प्रभावों पर व्यापक शोध किया गया है, और कुछ नियमित परिणाम प्राप्त हुए हैं, जिन्हें निम्नानुसार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

1. की इलेक्ट्रॉनिक संरचना मेंदुर्लभ पृथ्वी तत्व, 4f इलेक्ट्रॉन आंतरिक परत में स्थित होते हैं और 5s और 5p इलेक्ट्रॉनों द्वारा परिरक्षित होते हैं, जबकि बाहरी इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था जो पदार्थ के रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है, वही होती है। इसलिए, डी संक्रमण तत्व के उत्प्रेरक प्रभाव की तुलना में, कोई स्पष्ट विशेषता नहीं है, और गतिविधि डी संक्रमण तत्व जितनी अधिक नहीं है;

2. अधिकांश प्रतिक्रियाओं में, प्रत्येक दुर्लभ पृथ्वी तत्व की उत्प्रेरक गतिविधि में ज्यादा बदलाव नहीं होता है, अधिकतम 12 बार, विशेषकर एच के लिएईवी दुर्लभ पृथ्वी तत्वजहां लगभग कोई गतिविधि परिवर्तन नहीं होता है. यह संक्रमण तत्व डी से पूरी तरह से अलग है, और उनकी गतिविधि कभी-कभी परिमाण के कई आदेशों से भिन्न हो सकती है; 3 दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की उत्प्रेरक गतिविधि को मूल रूप से दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। एक प्रकार 4f कक्षक में इलेक्ट्रॉनों की संख्या (1-14) में एक मोनोटोनिक परिवर्तन से मेल खाता है, जैसे हाइड्रोजनीकरण और डीहाइड्रोजनीकरण, और दूसरा प्रकार इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था में आवधिक परिवर्तन (1-7, 7-14) से मेल खाता है। ) 4f कक्षक में, जैसे ऑक्सीकरण;

4. कई अध्ययनों से पता चला है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों वाले औद्योगिक उत्प्रेरकों में ज्यादातर दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की थोड़ी मात्रा होती है, और आमतौर पर केवल सह उत्प्रेरक या मिश्रित उत्प्रेरक में सक्रिय घटकों के रूप में उपयोग किया जाता है।

मूलतः, उत्प्रेरक विशेष कार्यों वाली सामग्रियाँ हैं। ऐसी सामग्रियों के विकास और अनुप्रयोग में दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों का विशेष रूप से महत्वपूर्ण महत्व है, क्योंकि उनमें ऑक्सीकरण-कमी और एसिड-बेस गुणों सहित उत्प्रेरक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, और कई पहलुओं में शायद ही कभी ज्ञात होते हैं, जिनमें कई क्षेत्रों का विकास किया जाना है। ; कई उत्प्रेरक सामग्रियों में, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में अन्य तत्वों के साथ महान विनिमेयता होती है, जो उत्प्रेरक के मुख्य घटक के साथ-साथ एक माध्यमिक घटक या सह उत्प्रेरक के रूप में भी काम कर सकते हैं। दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों का उपयोग विभिन्न प्रतिक्रियाओं के लिए विभिन्न गुणों के साथ उत्प्रेरक सामग्री का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है; दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों, विशेष रूप से ऑक्साइड में अपेक्षाकृत उच्च तापीय और रासायनिक स्थिरता होती है, जो ऐसी उत्प्रेरक सामग्रियों के व्यापक उपयोग की संभावना प्रदान करती है। दुर्लभ पृथ्वी उत्प्रेरकों में अच्छा प्रदर्शन, विभिन्न प्रकार और उत्प्रेरक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।

वर्तमान में, दुर्लभ पृथ्वी उत्प्रेरक सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से पेट्रोलियम क्रैकिंग और सुधार, ऑटोमोटिव निकास शोधन, सिंथेटिक रबर और कई कार्बनिक और अकार्बनिक रासायनिक क्षेत्रों में किया जाता है।