稀土催化材料的6大應用

稀土在催化材料的用量較少，占比16%左右。其中，在催化劑領域應用做多的稀土元素爲鑭、鈰和鐠。目前，氧化鈰和氧化鑭已應用于石油化工、汽車尾氣淨化、燃料電池、催化燃燒、制氫等領域。

1.石油化工方面

稀土分子篩催化材料具有大的比表面積、規則的孔道結構和酸性等特點，被廣泛應用于催化裂解、烷基化、加氫裂化、异構化和芳構化等過程，其中催化裂解是石油化工中非常重要的過程。

2.汽車尾氣淨化方面

目前在汽油車上的低溫起燃催化劑主要還是以貴金屬爲主要活性組分的催化劑。研究主要集中在兩個方面：一是對傳統的貴金屬催化劑進行材料改性，添加稀土氧化物、酸性氧化物或者固態酸等；二是采用新的製備方法開發新型的高性能氧化催化劑，如稀土摻雜型催化劑等。研究表明稀土材料與貴金屬結合後，會增加催化劑的表面氧促進催化活性。

3.燃料電池方面

由于稀土複合氧化物可以表現出豐富的離子導電性和電子導電性，經常被用于固態氧化物燃料電池。構成燃料電池的關鍵部件主要有電解質、陰極、陽極和雙級板或鏈接材料等，稀土在其中各個部分，均發揮著重要作用。稀土元素可以有效提高電極的抗蠕變能力。

4.催化燃燒方面

研究表明，稀土氧化物在單獨作爲催化氧化催化劑時活性幷不突出，但是在與貴金屬和過渡金屬混合作用作爲助劑時，能够産生很好的協同作用。發現在摻雜稀土元素後，催化劑的儲氧和放氧能力提升、晶格氧的流動性和熱穩定性均增强。在金屬氧化物加入少量的稀土元素後，可以明顯的改變催化劑的表面結構、改變表面陽離子和氧離子的配位狀態以及表面複合活性中心的數目和種類、改變體相微結構、增加結構缺陷以及改變催化劑的電子狀態，從而影響催化劑的活性。

5.制氫方面

研究者通過添加少量的稀土金屬氧化物作爲助劑對催化劑進行改性，提高催化劑的穩定性和選擇性，使得活性組分在催化劑表面的分散度及抗積碳性能明顯提高。

6.有機物降解方面

研究者采用催化氧化處理高含量、難降解的磷黴素鈉和黃連素製藥混合廢液，考察了Mn及稀土Ce協同Cu基催化劑催化反應效率，研究發現Ce的摻入對催化劑的催化氧化性能明顯提升。

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