稀土在工业催化中的应用

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1、稀土在工业催化中的应用稀土元素的实际应用是从催化剂开始的，催化剂是一种能够改变反应速度但自身不发生化淫变化的物质。它不参与反应，但少量存在就能加快反应，即改变化学反应速度。稀土催化剂是一种稳定性好、选择性高、加工周期短的很活泼的催化剂。以稀土为主体的一系列工业催化剂目前得到了快速、稳步的发展。应用于石油化工、环保和精细化工及汽车尾气净化等领域。目前，稀土催化材料主要是分子筛型稀土催化材料、稀土钙钛矿型催化材料和饰钻固溶体型催化材料，分别应用于石油化工、环保和精细化工及汽车尾气净化等很多领域。1、石油裂化催化剂稀土在石油裂化催化剂屮有很多作用。首先，稀土能增强催

2、化剂活性和沸石的热稳定性。其次，催化剂必须进行高温蒸汽下的再生，以烧掉占据沸石有效孔隙的越积越多的碳，稀土对此有重要作用。通过捉高催化剂屮稀土含量，还可产生其它重要影响。稀土元素作为一个重耍组分被引入到裂化催化剂后能显著提高催化剂的活性和稳定性，人幅度提高原料油裂化转化率，增加汽油和柴油的产率。同吋，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。在右油工业屮采用稀土分子筛催化剂进行右油裂化催化，可以大幅度捉高原油裂化转化率，增加汽油和柴油的产率。在实际使用中，原油转化率±35%〜40%提高到70〜80%,汽油产

3、率提高7〜13%。运用稀土分子筛催化剂进行石油裂化催化，具有原油处理量大、轻质油收率高、产品质量高、活性高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性好等优点。稀土除了在右油炼制分子筛催化剂屮发挥着不可替代的作用外，稀土作为一种非常重要的助催化剂，在烯姪的氨氧化、低碳烷姪的芳构化、芳姪类化合物的异构化等催化剂中也发挥了较大的作用。我们最近的研究表明，稀十•也可以用作主催化剂，如采用Ce-AlPO-5分子筛催化剂，对无溶剂的环己烷催化氧化制环己酮和环己醇具有很高的活性和选择性，催化剂经5次重复使用后仍保持良好的催化活性⑴。2、稀土汽车尾气净化催化剂汽车尾气净化催化剂是控制汽

4、车尾气排放，减少汽车污染的最冇效的手段。用于汽车尾气净化的催化剂有多种，早期汽车尾气净化器使用普通金屈（Cu、Cr.Ni）,其原料丰富、成本低，但催化活性差、起燃温度高、易中毒，现在已不使用了。后来，人们使用贵金属（Pt、Pd、Ph等）作催化剂。具有活性高、寿命＜、净化效果好等优点，目前欧美等国家普遍使用这种贵金属催化剂，可由于这些贵金屈价格昂贵，冇时净化催化装置占整车造价的十分因此很难广泛推广，而且为防止贵金屈催化剂铅中毒，汽车需使用无铅汽油。含稀土的汽车尾气净化催化剂其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长。特别是具有抗铅屮毒的特征，因而，受到人们

5、的重视，在汽车尾气净化领域备受青睐⑵。汽车尾气屮的有害成份主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）＞氮氧化物（NOx）。稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铀、氧化错和氧化斓的混合物为主，稀土汽车尾气净化催化剂由稀土与钻、猛、铅的复合氧化物组成，是一类三元催化剂，具有钙钛矿、尖晶石型结构，氧化还原活性较高，其中氧化肺是关键成份。由于氧化肺的氧化还原特性，能冇效地控制排放尾气的组分。净化汽车尾气的催化剂在汽车排气管内，借助于排气温度和空气小氧的浓度,对尾气中的CO、HC和NOx同时起氧化还原作用，使其转化成无害物质CO?、乩0、NT[3]IN2o3、合

6、成橡胶用的催化剂在化学工业中，稀土催化剂可以把石油提炼工业中的副产品乙烯、内烯、丁烯和芳香姪等迅速聚合成各种性能的橡胶，并达到同天然橡胶相同的性能。在合成氨工业中采用稀土催化剂可以将反应过程中的一氧化碳和副产物二氧化碳迅速转化为甲烷。橡胶作为高分子材料的重要组成部分，具有其它材料不可替代的特殊性能,成为国民经济和日常牛活中不可缺少的重要物质，橡胶就其来源而言，有合成橡胶和犬然橡胶Z分⑷。目前，合成橡胶的产量及应用范围都大大超过了天然橡胶,成为重要的合成材料詁种并获得了迅速的发展。我国在稀土催化合成橡胶方面的研究工作起步较早，不仅将稀土催化剂应用于丁二烯定向聚合

7、，也首次公开报道稀土催化剂定向聚合异戊二烯，较系统地研究了稀土催化荆组成对聚合活性及聚合物结构的影响，研究了聚合产物的结构同性能的关系。经过十多年研制、扩试、试生产，打前在实际应用上已取得重犬进展。不仅能以低成本合成高顺式含量的顺丁胶，而且这种胶无论是生胶性能或是硫化胶性能，都比以工业生产的钛系、钻系和银系催化剂制得的顺丁胶品种好，在生产工艺上也有独特的优点，工业化前景广阔叫为了提高轮胎的安全性，延长使用寿命，以及降低油耗等，必须改善其对于湿路而抓着能力（牵引性），降低滚动阻力，捉高耐磨性。为此，开发能满足这些性能要求的合成橡胶十分必要。用稀土催化剂，如新癸酸

8、钱（0、环烷酸钱@）等聚合得到的顺式1