稀土催化剂研究报告进展

...>.>稀土催化剂争论进展摘要稀土催化材料的争论和开展为La和Ce等高丰度轻稀土元素的高质、高效利用供给了有效的途径。稀土元素具有未布满电子的4f轨道和镧系收缩等特征,作为催化剂的活性组分或载体使用时表现出独特的催化性能。材料争论中存在的问题和稀土催化材料的开展进展了思考和展望。关键词：稀土，催化，环境THERESEARCHPROGRESSOFRAREEARCHCATALYSTABSTRACTTheresearchTheresearchanddevelopmentofrareearthcatalyticmaterialsforlightrareearthelementprovidesanefficientway.Rareearthelementsisnotfullofelectronic4ftracksandhavecharacteristicsoflanthanidecontraction.Theyshowsuniquecatalyticpropertieswhenusedasactiveponentofcatalystorcarrier.RareearthRareearthcatalyticmaterialsinpetrochemicalindustryhasbeenintroducedinthispaper,suchas:thefossilfuelcatalyticbustion,motorvehicletailgaspurification,themanagementofthepoisonousandharmfulwastegas,solido*idefuelcellandmobilehydrogenproduction,rareearthcatalystapplicationapplicationandresearchstatusoftheoreticalresearch,etc.Inthispaper,theproblemsofrareearthcatalyticmaterialsandrareearthscatalyticmaterialsforthedevelopmentofthinkingandoutlook.KEYWORDS:Rareearths,catalysis,environment名目11.111.2112.112.222.322.432.532.64455第一章引言1.1稀土元素由镧系元素〔15个元素〕和与其亲热相关的两个元素—钪〔Sc〕4f催化等特性，其应用领域已从冶金机械、石油化工、玻璃瓷、农业等传统领域拓20601〕提高催化3〕降低贵金属用量4AlO5〕促进水气转化和23高。1.21/4，可见我国主要以稀土原料出口，是世界上最大的稀土原料量积压。LaCePrNd〕民生，改善人类生存环境的高科技材料。从2023年开场，全球稀土催化材料成尾气净化催化剂两大领域。其次章稀土催化材料国外开展概况2.120世纪60率，增加汽油和柴油的产率。同时，稀土-分子筛催化剂体系还具有原油处理量大、轻质油收率高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等优点。RE3+的种类、而调变催化剂的性能。如在USYRE3+，可使催化剂对汽油的选择性上升[1]。在石油化工的实际应用过程中，往往面临高温、水热环境等苛刻的工况，于骨架铝的保持，可有效提高分子筛构造的稳定性。2.21〕起燃温度低，燃烧稳定2〕可在较大的油/34〕污染物〔NO、不完全燃烧产物*5〕噪音低等特点。催化燃烧技术的关键是高性能燃烧催化剂的开发。贵金属催化剂具有其他催化剂不行比较的高活性[2]。2.3COHC净化外，对颗粒物和NO的净化是其难点[3,4]。对于压缩自然气〔G〕或液化石油*NO择性复原。综合其难点和从开展的趋势来看，汽车尾气净化催化剂目前要解决的难点1〕在更宽A/F〔CCCs，HC化合物吸附催化剂等[5]3〕提高催化剂的耐久性和高温稳定性。2.4除了机动车排放的尾气之外，由工业源排放的SONO* *的干法脱硫的争论受到普遍关注[6]。稀土氧化物是格外有应用前景的吸取剂，如CeO/AlOSONO90%[7]。同时2 2 2 *

所形成的钙钛矿型、萤石型的稀土复合氧化物在烟气催化复原脱硫23 2方面也显示良好的应用前景，如LaO在反响气氛中可生成LaOS，可催化COS23 22SO2

的反响，从而抑制毒性更大的COS的形成。[8]。同时，吸附材效空气净化技术方面形成突破[9,10]。2.5燃料电池是按电化学方式直接将化学能转化为电能，不受卡诺循环的限制，能量转化效率高，几乎不排放NO和SO，同时CO排放量比常规发电厂削减40%* * 2AFCPAFCPEMFCMCFC800~1000℃PEMFC202310到达60%~70%，发电/供热综合效率到达70%~80%。同时固体氧化物型燃料电池〔SOFC〕不需要使用贵金属催化剂，并适合于多种燃料〔如氢气、甲烷、碳氢化Park[11]等报道了Cu-CeO2

SOFC9731073KCO2

和HO，如以丁烷为原料，开环2或连接材料等，稀土在其中各局部中，均发挥着重要的作用。2.6基于氢气在使用过程中的零排放特性，被视为21世纪最有前途的燃料。在PEMFC商化的瓶颈之一。在车载移动氢源过程中，至少要需要燃料重整制氢、CO的变CO4石脑油重整制氢催化剂中〔如负载型NiCu提高催化剂的活性、选择性，降低操作温度，提高催化剂的高温稳定性。传统的COCOANL2 2[12]。第三章稀土催化的理论争论目前在稀土催化领域理论计算争论主要有：稀土氧化物〔主要为CeO〕的2晶体和外表性质、储放氧力量、稀土氧化物与贵金属之间的相互作用等。有关CeO2

IP密度泛函广义梯度近似〔GGA-DFTLDA-DFTDFT+U，HF稀土氧化物〔主要为CeO〕的储放氧性能是目前稀土材料理论争论的热点2CeO2

中氧空位的形成，Skorodumova等利用DFT争论指出CeO2

中氧空Ce4+4f。ConsaSayleCeOCeO110〕和〔211CeO111〕2 2 2YangCeO111〕的次外表比在外表上更稳定。2下还是作为催化剂的载体或助剂，同时由于稀土所含4f电子造成了数学建模的第四章结论和展望90%的。因此，催化材料的争论是化学化工和材料科学中最重要的领域之一。[15]。材料，并开拓其应领域供给了理论与技术根底。参考文献顾保江,龙志奇,黄小卫,等.我国稀土化合物产业现状和展望[J].稀有金属,2023,27(3):391.ChoudharyTV,BanerjeeS,ChoudharyVR.Catalystsforbustionofmethaneandloweralkanes[J].AppliedCatalysisA:General,2023,234(1):1-23.AdamsKM,CavataioJV,HammerleRH.LeanNO*catalysisfordieselpassengercars:Investigatingeffectsofsulfurdio*ideandspacevelocity[J].AppliedCatalysisB:Environmental,1996,10(1):157-181王斌,吴晓东,冉锐,等.稀土在机动车尾气催化净化中的应用与争论进展[J].中国科学:化学,2023,42(9):1315-1327.HeckRM,FarrautoRJ.Automobilee*haustcatalysts[J].AppliedCatalysisA:General,2023,221(1):443-457ChengWC,KimG,PetersAW,etal.Environmentalfluidcatalyticcrackingtechnology[J].CatalysisReviews,1998,40(1-2):39-79.HedgesSW,YehJT.Kineticsofsulferdio*ideuptakeonsupportedceriumo*idesorbents[J].Environmentalprogress,1992,11(2):98-103.俊涛,军,莹,等.稀土元素掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响[J].中国稀土学报,2023,21(12):67-71.郝平,风仪,胡春.催化材料在工业源及局部环境污染物净化方面的争论与应用[J].中国根底科学,2023,4:17.俊平,王艳,戚慧心.铕,铈,钇离子对TiO2催化剂的改性作用[J].中国稀土学报,2023,20(5):478-480.ParkS,VohsJM,GorteRJ.Directo*idationofhydrocarbonsinasolid-o*idefuelcell[J].Nature,2023,404(6775):265-267.YoonCW,SneddonLG.Ammoniatriborane:apromisingnewcandidateforamineborane-basedchemicalhydrogenstorage[J].JournaloftheAmericanCh