O papel dos elementos de terras raras nos catalisadores

No último meio século, uma extensa pesquisa foi realizada sobre os efeitos catalíticos de elementos raros (principalmente óxidos e cloretos), e alguns resultados regulares foram obtidos, que podem ser resumidos da seguinte forma:

1. Na estrutura eletrônica deelementos de terras rarasOs elétrons 4F estão localizados na camada interna e são protegidos por elétrons 5s e 5p, enquanto o arranjo de elétrons externos que determinam as propriedades químicas da substância é a mesma. Portanto, em comparação com o efeito catalítico do elemento de transição D, não há característica óbvia e a atividade não é tão alta quanto a do elemento de transição D;

2. Na maioria das reações, a atividade catalítica de cada elemento de terra raro não muda muito, com um máximo de 12 vezes, especialmente para HElementos de Terra Rara Eavyonde quase não há mudança de atividade. Isso é completamente diferente do elemento de transição D, e sua atividade às vezes pode diferir em várias ordens de magnitude; A atividade catalítica de 3 elementos de terras raras pode ser basicamente dividida em dois tipos. Um tipo corresponde a uma mudança monotônica no número de elétrons (1-14) no orbital 4F, como hidrogenação e desidrogenação, e o outro tipo corresponde a uma mudança periódica no arranjo de elétrons (1-7, 7-14) no orbital 4F, como a oxidação;

4. Numerosos estudos mostraram que os catalisadores industriais contendo elementos de terras raras contêm principalmente uma pequena quantidade de elementos de terras raras e geralmente são usadas apenas como componentes ativos em catalisadores de CO ou catalisadores mistos.

Essencialmente, os catalisadores são materiais com funções especiais. Os compostos de terras raras têm significado particularmente importante no desenvolvimento e aplicação de tais materiais, porque possuem uma ampla gama de propriedades catalíticas, incluindo propriedades de redução de oxidação e base ácido, e raramente são conhecidas em muitos aspectos, com muitas áreas a serem desenvolvidas; Em muitos materiais catalíticos, os elementos de terras raras têm grande intercambiabilidade com outros elementos, que podem servir como o principal componente do catalisador, bem como um componente ou catalisador secundário. Os compostos de terras raras podem ser usadas para produzir materiais catalisadores com diferentes propriedades para diferentes reações; Os compostos de terras raras, especialmente os óxidos, têm estabilidade térmica e química relativamente alta, proporcionando a possibilidade de o uso generalizado desses materiais catalisadores. Os catalisadores de terras raras têm bom desempenho, vários tipos e uma ampla gama de aplicações catalíticas.

Atualmente, os materiais de catalisador de terras raras são usadas principalmente em rachaduras e reformas de petróleo, purificação de escape automotivo, borracha sintética e muitos campos químicos orgânicos e inorgânicos.