W ciągu ostatniego półwiecza przeprowadzono szeroko zakrojone badania nad katalitycznym działaniem rzadkich pierwiastków (głównie tlenków i chlorków) i uzyskano pewne regularne wyniki, które można podsumować w następujący sposób:
1. W strukturze elektronicznejrzadkie elementy ziemi, elektrony 4f znajdują się w warstwie wewnętrznej i są osłonięte przez elektrony 5s i 5p, natomiast układ elektronów zewnętrznych, które decydują o właściwościach chemicznych substancji, jest taki sam.Dlatego w porównaniu z efektem katalitycznym pierwiastka przejściowego d nie ma oczywistej cechy, a aktywność nie jest tak wysoka jak w przypadku pierwiastka przejściowego d;
2. W większości reakcji aktywność katalityczna każdego pierwiastka ziem rzadkich nie zmienia się zbytnio, maksymalnie 12 razy, zwłaszcza dla hwszystkie pierwiastki ziem rzadkichgdzie prawie nie ma zmiany aktywności.Różni się to zupełnie od elementu przejściowego d, a ich aktywność może czasami różnić się o kilka rzędów wielkości;Aktywność katalityczną 3 pierwiastków ziem rzadkich można zasadniczo podzielić na dwa typy.Jeden typ odpowiada monotonicznej zmianie liczby elektronów (1-14) na orbicie 4f, takiej jak uwodornienie i odwodornienie, a drugi typ odpowiada okresowej zmianie układu elektronów (1-7, 7-14 ) na orbicie 4f, np. utlenianie;
4. Liczne badania wykazały, że katalizatory przemysłowe zawierające pierwiastki ziem rzadkich zawierają przeważnie niewielką ilość pierwiastków ziem rzadkich i są na ogół stosowane wyłącznie jako składniki aktywne w kokatalizatorach lub katalizatorach mieszanych.
Zasadniczo katalizatory są materiałami o specjalnych funkcjach.Związki ziem rzadkich mają szczególnie istotne znaczenie w opracowywaniu i zastosowaniu tego typu materiałów, ponieważ posiadają szeroki zakres właściwości katalitycznych, w tym właściwości utleniająco-redukcyjne i kwasowo-zasadowe, a w wielu aspektach są rzadko poznane, a wiele obszarów pozostaje do opracowania ;W wielu materiałach katalitycznych pierwiastki ziem rzadkich wykazują dużą wymienność z innymi pierwiastkami, które mogą służyć jako główny składnik katalizatora, jak również składnik wtórny lub kokatalizator.Związki ziem rzadkich można stosować do produkcji materiałów katalitycznych o różnych właściwościach dla różnych reakcji;Związki ziem rzadkich, zwłaszcza tlenki, charakteryzują się stosunkowo dużą stabilnością termiczną i chemiczną, co stwarza możliwość szerokiego zastosowania tego typu materiałów katalitycznych.Katalizatory ziem rzadkich mają dobrą wydajność, są różne typy i szeroki zakres zastosowań katalitycznych.
Obecnie materiały katalizatorów ziem rzadkich stosuje się głównie w krakingu i reformingu ropy naftowej, oczyszczaniu spalin samochodowych, kauczuku syntetycznym oraz wielu organicznych i nieorganicznych dziedzinach chemii.
Czas publikacji: 11 października 2023 r