El papel de los elementos de tierras raras en los catalizadores

Durante el último medio siglo, se han realizado extensas investigaciones sobre los efectos catalíticos de elementos raros (principalmente óxidos y cloruros), y se han obtenido algunos resultados regulares, que se pueden resumir de la siguiente manera:

1. En la estructura electrónica deextraños elementos de la Tierra, Los electrones 4f están ubicados en la capa interna y están protegidos por electrones 5s y 5p, mientras que la disposición de los electrones externos que determinan las propiedades químicas de la sustancia es la misma.Por lo tanto, en comparación con el efecto catalítico del elemento de transición d, no existe una característica obvia y la actividad no es tan alta como la del elemento de transición d;

2. En la mayoría de las reacciones, la actividad catalítica de cada elemento de tierras raras no cambia mucho, con un máximo de 12 veces, especialmente para helementos pesados ​​de tierras rarasdonde casi no hay cambio de actividad.Este es completamente diferente del elemento de transición d, y su actividad a veces puede diferir en varios órdenes de magnitud;La actividad catalítica de 3 elementos de tierras raras se puede dividir básicamente en dos tipos.Un tipo corresponde a un cambio monótono en el número de electrones (1-14) en el orbital 4f, como hidrogenación y deshidrogenación, y el otro tipo corresponde a un cambio periódico en la disposición de los electrones (1-7, 7-14 ) en el orbital 4f, como la oxidación;

4. Numerosos estudios han demostrado que los catalizadores industriales que contienen elementos de tierras raras contienen en su mayoría una pequeña cantidad de elementos de tierras raras y, por lo general, solo se utilizan como componentes activos en cocatalizadores o catalizadores mixtos.

Básicamente, los catalizadores son materiales con funciones especiales.Los compuestos de tierras raras tienen una importancia particularmente importante en el desarrollo y aplicación de dichos materiales, porque tienen una amplia gama de propiedades catalíticas, incluidas propiedades de oxidación-reducción y ácido-base, y rara vez se conocen en muchos aspectos, con muchas áreas por desarrollar. ;En muchos materiales catalíticos, los elementos de tierras raras tienen una gran intercambiabilidad con otros elementos, que pueden servir como componente principal del catalizador, así como como componente secundario o cocatalizador.Los compuestos de tierras raras se pueden utilizar para producir materiales catalizadores con diferentes propiedades para diferentes reacciones;Los compuestos de tierras raras, especialmente los óxidos, tienen una estabilidad térmica y química relativamente alta, lo que brinda la posibilidad de un uso generalizado de dichos materiales catalizadores.Los catalizadores de tierras raras tienen buen rendimiento, varios tipos y una amplia gama de aplicaciones catalíticas.

En la actualidad, los materiales catalizadores de tierras raras se utilizan principalmente en el craqueo y reformado de petróleo, la purificación de gases de escape de automóviles, el caucho sintético y muchos campos químicos orgánicos e inorgánicos.