触媒におけるレアアース元素の役割

過去半世紀にわたり、希少元素（主に酸化物と塩化物）の触媒効果について広範な研究が行われ、いくつかの定期的な結果が得られてきました。その結果は次のように要約できます。

1. の電子構造において希土類元素, 4f電子は内層に位置し、5s電子と5p電子によって遮蔽されていますが、物質の化学的性質を決定する外側の電子の配置は同じです。したがって、d 遷移元素の触媒効果と比較して明らかな特徴はなく、活性も d 遷移元素ほど高くありません。

2. ほとんどの反応では、各希土類元素の触媒活性はあまり変化せず、特に h の場合は最大 12 倍です。希土類元素が多いアクティビティの変化がほとんどない場合。これは遷移要素 d とは完全に異なり、それらのアクティビティは時には数桁異なる場合があります。希土類３元素の触媒活性は、大きく２種類に分けられます。1 つは水素化や脱水素など、4f 軌道の電子数 (1 ～ 14) の単調変化に対応するもの、もう 1 つは電子の配置 (1 ～ 7、7 ～ 14) の周期的変化に対応するものです。 ) 4f 軌道内で酸化など。

4. 希土類元素を含む工業用触媒は、ほとんどの場合、少量の希土類元素が含まれており、一般に助触媒または混合触媒の活性成分としてのみ使用されることが、多くの研究で示されています。

本質的に、触媒は特別な機能を備えた材料です。レアアース化合物は、酸化還元や酸塩基特性など幅広い触媒特性を持ち、多くの面で知られておらず、開発すべき分野が多いため、このような材料の開発と応用において特に重要な意味を持っています。 ;多くの触媒材料では、希土類元素は他の元素との互換性が高く、触媒の主成分としてだけでなく副成分または共触媒としても機能します。希土類化合物を使用すると、さまざまな反応に応じてさまざまな特性を持つ触媒材料を生成できます。希土類化合物、特に酸化物は熱的および化学的安定性が比較的高く、そのような触媒材料が広く使用される可能性があります。レアアース触媒は優れた性能を持ち、種類も豊富で、幅広い触媒用途があります。

現在、希土類触媒材料は主に石油の分解と改質、自動車の排気浄化、合成ゴム、および多くの有機および無機化学分野で使用されています。