Vật liệu xúc tác đất hiếm

Thuật ngữ 'chất xúc tác' đã được sử dụng từ đầu thế kỷ 19, nhưng nó đã được biết đến rộng rãi trong gần 30 năm, gần như bắt đầu từ những năm 1970 khi ô nhiễm không khí và các vấn đề khác trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Trước đó, nó đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sâu thẳm các nhà máy hóa chất mà con người không thể quan sát được, một cách âm thầm mà liên tục suốt hàng chục năm qua. Nó là một trụ cột khổng lồ của ngành công nghiệp hóa chất và với việc phát hiện ra các chất xúc tác mới, ngành công nghiệp hóa chất quy mô lớn vẫn chưa phát triển cho đến ngành công nghiệp vật liệu liên quan. Ví dụ, việc phát hiện và sử dụng chất xúc tác sắt đã đặt nền móng cho ngành công nghiệp hóa chất hiện đại, trong khi việc phát hiện ra chất xúc tác dựa trên titan đã mở đường cho ngành công nghiệp tổng hợp hóa dầu và polymer. Trên thực tế, ứng dụng sớm nhất của các nguyên tố đất hiếm cũng bắt đầu bằng chất xúc tác. Năm 1885, CAV Welsbach người Áo đã tẩm dung dịch axit nitric chứa 99% ThO2 và 1% CeO2 vào amiăng để làm chất xúc tác, dùng trong công nghiệp sản xuất chao đèn hơi nước.

Sau này, với sự phát triển của công nghệ công nghiệp và sự nghiên cứu sâu hơn vềđất hiếm, người ta nhận thấy rằng do tác dụng hiệp đồng tốt giữa đất hiếm và các thành phần xúc tác kim loại khác, vật liệu xúc tác đất hiếm được làm từ chúng không chỉ có hiệu suất xúc tác tốt mà còn có hiệu suất chống độc tốt và độ ổn định cao. Chúng có nguồn tài nguyên dồi dào hơn, giá rẻ hơn và hiệu suất ổn định hơn kim loại quý và đã trở thành một thế lực mới trong lĩnh vực xúc tác. Hiện nay, chất xúc tác đất hiếm đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nứt dầu, công nghiệp hóa chất, lọc khí thải ô tô và đốt xúc tác khí tự nhiên. Việc sử dụng đất hiếm trong lĩnh vực vật liệu xúc tác chiếm tỷ trọng đáng kể. Hoa Kỳ tiêu thụ tỷ lệ đất hiếm lớn nhất trong lĩnh vực xúc tác và Trung Quốc cũng tiêu thụ lượng lớn trong lĩnh vực này.

Vật liệu xúc tác đất hiếm tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực truyền thống như dầu khí và kỹ thuật hóa học. Với việc nâng cao nhận thức về môi trường quốc gia, đặc biệt là khi Thế vận hội Bắc Kinh 2008 và Triển lãm Thế giới Thượng Hải 2010 đang đến gần, nhu cầu và ứng dụng vật liệu xúc tác đất hiếm trong bảo vệ môi trường, như lọc khí thải ô tô, đốt xúc tác khí tự nhiên, dầu công nghiệp phục vụ ăn uống lọc khói, lọc khí thải công nghiệp và loại bỏ khí thải hữu cơ dễ bay hơi chắc chắn sẽ tăng lên đáng kể.