稀土催化材料的6大应用

稀土在催化材料的用量较少，占比16%左右。其中，在催化剂领域应用做多的稀土元素为镧、铈和镨。目前，氧化铈和氧化镧已应用于石油化工、汽车尾气净化、燃料电池、催化燃烧、制氢等领域。

1.石油化工方面

稀土分子筛催化材料具有大的比表面积、规则的孔道结构和酸性等特点，被广泛应用于催化裂解、烷基化、加氢裂化、异构化和芳构化等过程，其中催化裂解是石油化工中非常重要的过程。

2.汽车尾气净化方面

目前在汽油车上的低温起燃催化剂主要还是以贵金属为主要活性组分的催化剂。研究主要集中在两个方面：一是对传统的贵金属催化剂进行材料改性，添加稀土氧化物、酸性氧化物或者固态酸等；二是采用新的制备方法开发新型的高性能氧化催化剂，如稀土掺杂型催化剂等。研究表明稀土材料与贵金属结合后，会增加催化剂的表面氧促进催化活性。

3.燃料电池方面

由于稀土复合氧化物可以表现出丰富的离子导电性和电子导电性，经常被用于固态氧化物燃料电池。构成燃料电池的关键部件主要有电解质、阴极、阳极和双级板或链接材料等，稀土在其中各个部分，均发挥着重要作用。稀土元素可以有效提高电极的抗蠕变能力。

4.催化燃烧方面

研究表明，稀土氧化物在单独作为催化氧化催化剂时活性幷不突出，但是在与贵金属和过渡金属混合作用作为助剂时，能够产生很好的协同作用。发现在掺杂稀土元素后，催化剂的储氧和放氧能力提升、晶格氧的流动性和热稳定性均增强。在金属氧化物加入少量的稀土元素后，可以明显的改变催化剂的表面结构、改变表面阳离子和氧离子的配位状态以及表面复合活性中心的数目和种类、改变体相微结构、增加结构缺陷以及改变催化剂的电子状态，从而影响催化剂的活性。

5.制氢方面

研究者通过添加少量的稀土金属氧化物作为助剂对催化剂进行改性，提高催化剂的稳定性和选择性，使得活性组分在催化剂表面的分散度及抗积碳性能明显提高。

6.有机物降解方面

研究者采用催化氧化处理高含量、难降解的磷霉素钠和黄连素制药混合废液，考察了Mn及稀土Ce协同Cu基催化剂催化反应效率，研究发现Ce的掺入对催化剂的催化氧化性能明显提升。

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