稀土催化材料的应用

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1、稀土催化材料的应用摘要：稀土催化材料应用广泛。在汽车尾气净化上，已经证明稀土催化剂对co和HC都具有较好的净化效果，抗铅中毒能力强，能满足现冇汽车排放标准。在工业有机废气治理上，稀土复合中孔催化材料具有大表面积、合适孔径分布、结构稳定等特点，已经成为工业有机废气净化中最有前景的催化材料之一。在催化燃烧上，利用催化燃烧技术可改变燃烧方式，捉高燃烧效率，降低燃烧温度，减少NOx的形成。关键词：稀土催化石油化工尾气净化废气处理催化燃烧燃料电池1、石油化工催化剂分子筛具有大比表面积、发达的孔道结构、酸性、择型性等，而被

2、广泛应用于催化裂化、加氢裂化、异构化、芳构化、烷基化、脱蜡等过程，产生了巨大的经济和社会效益。催化裂化是石油加工的重要过程，在国外1P3以上的汽油來门催化裂化，我国成品汽油的80%和成品柴油的35%均來自催化裂化。从20世纪60年代初开始，以分子筛催化剂代替无定型硅铝催化剂作为裂化催化剂被誉为“炼油工业的技术革命”。稀土元素作为一个重要组分被引入到裂化催化剂后能显著捉高催化剂的活性和稳定性，大幅度捉高原料油裂化转化率，增加汽油和柴油的产率。同时，稀土2分了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、

3、催化剂损耗低、选择性好等优点。2、汽车尾气净化2」汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近年来私家车越来越多，带来了很多问题，其中环境问题是不容忽视的。汽车的大量使用，使我国许多城市产生了严重的大气污染。汽车排放的污染物主要来源于内燃机，其冇害成分包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氢化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽车污染控制的主要大气污染成分。汽车尾气对人类健康危害很大，治理污染刻不容缓。而目前达到实用化的尾气净化催化剂不外乎贵金屈催化剂（氧化型和三元催化剂）和稀土催化

4、剂。而贵金属催化剂在我国现阶段尚不具备推广使用条件，主要原因是价格昂贵，要求使用无铅汽油以及与之相适应的电控喷油系统等汽车技术改造。已经证明稀土催化剂对CO和HC都具有较好的净化效果，抗铅中毒能力强，能满足现有汽车排放标准。特别是我国稀土资源极为丰富，价格便宜，是现阶段适合我国国情的首选催化剂。因此开展以稀土金属为主添加少量贵金属或过渡金属的尾气净化催化剂的研究势在必行，前景广阔。2.2稀土在催化剂屮的作用主要体现在以下几个方面：提高催化剂的抗屮毒能力，提高催化剂的热稳定和机械强度，提高催化剂的活性及储氧能力。

5、目前，稀土用于汽车尾气净化方而包括在活性层屮主要用作储氧材料、替代部分主催化剂、以及作为催化助剂等。在分散层中主耍用作改善Y-A12O3的高温稳定性。在载体中主要用于改善机械强度和热稳定性。另外，汽车的电子燃油喷射系统需要的氧传感器也是由含稀土的陶瓷材料制造的。3、工业有机废气治理3」目前，在有机涂料、工业溶剂、粘合剂、制衣、制鞋、以及许多与有机溶液生产与使用的行业，工业有机废气的污染很严重。国内外的实践证明，治理工业废气和室内空气净化，催化氧化技术是最有效的技术措施。我国是化学品生产的大国，其中95%以上的废

6、气尚未治理。稀土催化材料由于其良好的催化性能,独特的低温活性，优越的抗屮毒能力，在有机废气治理方面已显示出越来越优越的开发应用前景。其中稀土复合中孔催化材料具有大表面积、合适孔径分布、结构稳定等特点，已经成为工业冇机废气净化屮最冇前景的催化材料乙一。此外，通过纳米水平的设计，开发出先进的稀土催化材料，可以在降低90%贵金属用量的情况下仍能保证催化净化效率提高1倍。3.2利用稀土催化技术治理工业有机废气的工作主要集屮在挥发性有机废气治理、烟气脱硫、燃烧过程脱氮、纳米TiO2光催化稀土改性、以及焦化污水催化净化等方

7、而。3.3稀土具有复杂的能级结构和光谱特性，对纳米TiO2进行掺杂改性，可有效捉高光催化的效率，是最具希望解决可见光利用率的技术Z-O研究表明，在可见光卜•利用纳米TiO2的光催化与稀土催化材料的低温催化氧化复合，被认为是最有希望的、可大规模应用于人居环境净化的有效方法。4、催化燃烧4.1现在煤和石油在我国能源结构屮仍将占主导地位。在开发新能源的同时,也应提高煤和石油的燃烧效率。但是传统的燃烧方式燃烧温度高，超过1500°C,在这个温度下燃烧很容易产生氮氧化物，增加全球温室效应。另外，燃烧效率低,噪音高，且一些

8、廉价燃料不能广泛应用。利用催化燃烧技术可改变燃烧方式，提高燃烧效率，降低燃烧温度，减少NOx的形成，且燃烧过程屮噪音低，廉价燃料也可大量应用，具冇高效节能、环境友好等优点，是燃烧技术的未來发展方向。据有关资料介绍，利用催化燃烧技术口J提高热效率64%,燃烧效率口J达99.5%,节能效果达15%以上。口前，用于催化燃烧的主要是稀土催化材料，具有价格便宜、原料易得、耐高温性能好等优势。特别