Роль рідкоземельних елементів у каталізаторах

рідкоземельні

За останні півстоліття було проведено широкі дослідження каталітичних ефектів рідкісних елементів (головним чином оксидів і хлоридів), і було отримано деякі регулярні результати, які можна підсумувати таким чином:

1. В електронній структурірідкоземельні елементи, електрони 4f розташовані у внутрішньому шарі і екрановані електронами 5s і 5p, а розташування зовнішніх електронів, які визначають хімічні властивості речовини, однакове. Таким чином, порівняно з каталітичним ефектом перехідного елемента d, немає очевидної характеристики, і активність не така висока, як у перехідного елемента d;

2. У більшості реакцій каталітична активність кожного рідкоземельного елемента не змінюється значно, максимум у 12 разів, особливо для hважкі рідкоземельні елементиде майже не відбувається змін діяльності. Це повністю відрізняється від перехідного елемента d, і їх активність іноді може відрізнятися на кілька порядків; Каталітичну активність 3 рідкоземельних елементів можна в основному розділити на два типи. Один тип відповідає монотонній зміні числа електронів (1-14) на 4f-орбіталі, наприклад гідрування та дегідрування, а інший тип відповідає періодичній зміні розташування електронів (1-7, 7-14 ) на 4f-орбіталі, наприклад, окислення;

4. Численні дослідження показали, що промислові каталізатори, що містять рідкоземельні елементи, переважно містять невелику кількість рідкоземельних елементів і зазвичай використовуються лише як активні компоненти в сукаталізаторах або змішаних каталізаторах.

По суті, каталізатори - це матеріали зі спеціальними функціями. Рідкоземельні сполуки мають особливо важливе значення в розробці та застосуванні таких матеріалів, оскільки вони мають широкий спектр каталітичних властивостей, включаючи окислювально-відновні та кислотно-лужні властивості, і рідко відомі в багатьох аспектах, з багатьма областями, що мають бути розроблені ; У багатьох каталітичних матеріалах рідкоземельні елементи мають велику взаємозамінність з іншими елементами, які можуть служити як основним компонентом каталізатора, так і вторинним компонентом або сукаталізатором. Рідкоземельні сполуки можна використовувати для виробництва каталізаторів з різними властивостями для різних реакцій; Рідкоземельні сполуки, особливо оксиди, мають відносно високу термічну та хімічну стабільність, що забезпечує можливість широкого використання таких каталітичних матеріалів. Рідкоземельні каталізатори мають гарну продуктивність, різні типи та широкий спектр каталітичних застосувань.

В даний час рідкоземельні каталізатори в основному використовуються в крекінгу та риформінгу нафти, очищенні автомобільних вихлопів, синтетичному каучуку та багатьох органічних і неорганічних хімічних галузях.


Час публікації: 11 жовтня 2023 р