บทบาทขององค์ประกอบโลกหายากในตัวเร่งปฏิกิริยา

ในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมามีการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับผลกระทบการเร่งปฏิกิริยาขององค์ประกอบที่หายาก (ส่วนใหญ่ออกไซด์และคลอไรด์) และได้รับผลลัพธ์ตามปกติซึ่งสามารถสรุปได้ดังนี้:

1. ในโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบของโลกหายากอิเล็กตรอน 4F ตั้งอยู่ในชั้นด้านในและได้รับการป้องกันด้วยอิเล็กตรอน 5S และ 5P ในขณะที่การจัดเรียงของอิเล็กตรอนภายนอกที่กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของสารเหมือนกัน ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบกับผลการเร่งปฏิกิริยาขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง D ไม่มีลักษณะที่ชัดเจนและกิจกรรมไม่สูงเท่ากับองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง D;

2. ในปฏิกิริยาส่วนใหญ่กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของแต่ละองค์ประกอบของโลกหายากไม่เปลี่ยนแปลงมากนักโดยสูงสุด 12 ครั้งโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ Hองค์ประกอบของ Eavy Rare Earthในกรณีที่แทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงกิจกรรม สิ่งนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง D และบางครั้งกิจกรรมของพวกเขาอาจแตกต่างกันไปตามคำสั่งหลายระดับ กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาขององค์ประกอบโลกหายาก 3 องค์ประกอบสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ประเภทหนึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงแบบโมโนโทนิกในจำนวนอิเล็กตรอน (1-14) ใน 4F orbital เช่นไฮโดรเจนและดีไฮโดรจีเนชันและประเภทอื่น ๆ สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในการจัดเรียงอิเล็กตรอน (1-7, 7-14) ใน 4F orbital เช่นออกซิเดชัน;

4. การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมที่มีองค์ประกอบของโลกหายากส่วนใหญ่มีองค์ประกอบของโลกหายากจำนวนเล็กน้อยและโดยทั่วไปจะใช้เป็นส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ในตัวเร่งปฏิกิริยา CO หรือตัวเร่งปฏิกิริยาผสม

โดยพื้นฐานแล้วตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นวัสดุที่มีฟังก์ชั่นพิเศษ สารประกอบโลกหายากมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุดังกล่าวเนื่องจากมีคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาที่หลากหลายรวมถึงการลดออกซิเดชั่นและคุณสมบัติของกรดเบสและไม่ค่อยเป็นที่รู้จักในหลาย ๆ ด้าน ในวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิดองค์ประกอบของโลกหายากมีความสามารถในการสลับฉากกับองค์ประกอบอื่น ๆ ซึ่งสามารถใช้เป็นองค์ประกอบหลักของตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นเดียวกับองค์ประกอบรองหรือตัวเร่งปฏิกิริยา CO สารประกอบโลกหายากสามารถใช้ในการผลิตวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันสำหรับปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน สารประกอบโลกหายากโดยเฉพาะอย่างยิ่งออกไซด์มีเสถียรภาพทางความร้อนและสารเคมีค่อนข้างสูงซึ่งให้ความเป็นไปได้สำหรับการใช้วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวอย่างกว้างขวาง ตัวเร่งปฏิกิริยา Earth Rare Earth มีประสิทธิภาพที่ดีประเภทต่าง ๆ และแอพพลิเคชั่นตัวเร่งปฏิกิริยาที่หลากหลาย

ในปัจจุบันวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยา Earth ที่หายากส่วนใหญ่จะใช้ในการแคร็กปิโตรเลียมและการปฏิรูป, การทำให้บริสุทธิ์ของไอเสียยานยนต์, ยางสังเคราะห์และทุ่งสารเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์จำนวนมาก