იშვიათი დედამიწის ელემენტების როლი კატალიზატორებში

გასული ნახევარი საუკუნის განმავლობაში, ვრცელი გამოკვლევა ჩატარდა იშვიათი ელემენტების კატალიზურ ეფექტებზე (ძირითადად ოქსიდები და ქლორიდები), და მიღებულია რეგულარული შედეგები, რომელთა შეჯამებაც შესაძლებელია შემდეგნაირად:

1. ელექტრონულ სტრუქტურაშიიშვიათი დედამიწის ელემენტები, 4F ელექტრონები განლაგებულია შიდა ფენაში და იცავენ 5S და 5p ელექტრონებს, ხოლო გარე ელექტრონების მოწყობა, რომლებიც განსაზღვრავენ ნივთიერების ქიმიურ თვისებებს, იგივეა. ამრიგად, D გარდამავალი ელემენტის კატალიზურ ეფექტთან შედარებით, არ არსებობს აშკარა მახასიათებელი, და აქტივობა არ არის ისეთი მაღალი, როგორც D გარდამავალი ელემენტი;

2. უმეტეს რეაქციებში, დედამიწის თითოეული იშვიათი ელემენტის კატალიტიკური მოქმედება არ იცვლება, მაქსიმუმ 12 ჯერ, განსაკუთრებით H- სთვისEavy იშვიათი დედამიწის ელემენტებისადაც თითქმის არ შეიცვალა აქტივობა. ეს სრულიად განსხვავდება გარდამავალი ელემენტისგან, და მათი აქტივობა ზოგჯერ შეიძლება განსხვავდებოდეს მასშტაბის რამდენიმე ბრძანებით; დედამიწის 3 იშვიათი ელემენტის კატალიზური მოქმედება შეიძლება ძირითადად დაიყოს ორ ტიპად. ერთი ტიპი შეესაბამება 4F ორბიტალში ელექტრონების რაოდენობის ერთფეროვან ცვლილებას (1-14), მაგალითად, ჰიდროგენაცია და დეჰიდროგენაცია, ხოლო სხვა ტიპი შეესაბამება ელექტრონების მოწყობის პერიოდულ ცვლილებას (1-7, 7-14) 4F ორბიტალში, მაგალითად, დაჟანგვაში;

4. მრავალრიცხოვანმა გამოკვლევებმა აჩვენა, რომ დედამიწის იშვიათი ელემენტების შემცველი სამრეწველო კატალიზატორი, ძირითადად, შეიცავს იშვიათ დედამიწის იშვიათ ელემენტებს და, ძირითადად, მხოლოდ აქტიურ კომპონენტებს იყენებენ CO კატალიზატორებში ან შერეულ კატალიზატორებში.

არსებითად, კატალიზატორი არის მასალები, რომელთაც აქვთ სპეციალური ფუნქციები. დედამიწის იშვიათ ნაერთებს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა აქვთ ასეთი მასალების შემუშავებასა და გამოყენებაში, რადგან მათ აქვთ კატალიზური თვისებების ფართო სპექტრი, მათ შორის დაჟანგვის შემცველობა და მჟავა ფუძის თვისებები და იშვიათად ცნობილია მრავალი ასპექტში, მრავალი სფერო უნდა განვითარდეს; ბევრ კატალიზურ მასალებში, დედამიწის იშვიათ ელემენტებს აქვთ დიდი ურთიერთკავშირი სხვა ელემენტებთან, რომლებიც შეიძლება კატალიზატორის მთავარ კომპონენტად იქცეს, ისევე როგორც მეორადი კომპონენტი ან CO კატალიზატორი. იშვიათი დედამიწის ნაერთები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა რეაქციისთვის სხვადასხვა თვისებების მქონე კატალიზატორული მასალების წარმოებისთვის; დედამიწის იშვიათ ნაერთებს, განსაკუთრებით ოქსიდებს აქვთ შედარებით მაღალი თერმული და ქიმიური სტაბილურობა, რაც უზრუნველყოფს ამგვარი კატალიზატორი მასალების ფართო გამოყენების შესაძლებლობას. იშვიათ დედამიწის კატალიზატორებს აქვთ კარგი შესრულება, სხვადასხვა ტიპები და კატალიზური პროგრამების ფართო სპექტრი.

დღეისათვის, იშვიათი დედამიწის კატალიზატორი მასალები ძირითადად გამოიყენება ნავთობის ბზარი და რეფორმირება, საავტომობილო გამონაბოლქვი, სინთეზური რეზინი და მრავალი ორგანული და არაორგანული ქიმიური ველები.