稀土催化劑研究報(bào)告進(jìn)展

...>.>稀土催化劑爭(zhēng)論進(jìn)展摘要稀土催化材料的爭(zhēng)論和開(kāi)展為L(zhǎng)a和Ce等高豐度輕稀土元素的高質(zhì)、高效利用供給了有效的途徑。稀土元素具有未布滿(mǎn)電子的4f軌道和鑭系收縮等特征,作為催化劑的活性組分或載體使用時(shí)表現(xiàn)出獨(dú)特的催化性能。材料爭(zhēng)論中存在的問(wèn)題和稀土催化材料的開(kāi)展進(jìn)展了思考和展望。關(guān)鍵詞：稀土，催化，環(huán)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稀土元素由鑭系元素〔15個(gè)元素〕和與其親熱相關(guān)的兩個(gè)元素—鈧〔Sc〕4f催化等特性，其應(yīng)用領(lǐng)域已從冶金機(jī)械、石油化工、玻璃瓷、農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域拓20601〕提高催化3〕降低貴金屬用量4AlO5〕促進(jìn)水氣轉(zhuǎn)化和23高。1.21/4，可見(jiàn)我國(guó)主要以稀土原料出口，是世界上最大的稀土原料量積壓。LaCePrNd〕民生，改善人類(lèi)生存環(huán)境的高科技材料。從2023年開(kāi)場(chǎng)，全球稀土催化材料成尾氣凈化催化劑兩大領(lǐng)域。其次章稀土催化材料國(guó)外開(kāi)展概況2.120世紀(jì)60率，增加汽油和柴油的產(chǎn)率。同時(shí)，稀土-分子篩催化劑體系還具有原油處理量大、輕質(zhì)油收率高、生焦率低、催化劑損耗低、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。RE3+的種類(lèi)、而調(diào)變催化劑的性能。如在USYRE3+，可使催化劑對(duì)汽油的選擇性上升[1]。在石油化工的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往面臨高溫、水熱環(huán)境等苛刻的工況，于骨架鋁的保持，可有效提高分子篩構(gòu)造的穩(wěn)定性。2.21〕起燃溫度低，燃燒穩(wěn)定2〕可在較大的油/34〕污染物〔NO、不完全燃燒產(chǎn)物*5〕噪音低等特點(diǎn)。催化燃燒技術(shù)的關(guān)鍵是高性能燃燒催化劑的開(kāi)發(fā)。貴金屬催化劑具有其他催化劑不行比較的高活性[2]。2.3COHC凈化外，對(duì)顆粒物和NO的凈化是其難點(diǎn)[3,4]。對(duì)于壓縮自然氣〔G〕或液化石油*NO擇性復(fù)原。綜合其難點(diǎn)和從開(kāi)展的趨勢(shì)來(lái)看，汽車(chē)尾氣凈化催化劑目前要解決的難點(diǎn)1〕在更寬A/F〔CCCs，HC化合物吸附催化劑等[5]3〕提高催化劑的耐久性和高溫穩(wěn)定性。2.4除了機(jī)動(dòng)車(chē)排放的尾氣之外，由工業(yè)源排放的SONO* *的干法脫硫的爭(zhēng)論受到普遍關(guān)注[6]。稀土氧化物是格外有應(yīng)用前景的吸取劑，如CeO/AlOSONO90%[7]。同時(shí)2 2 2 *

所形成的鈣鈦礦型、螢石型的稀土復(fù)合氧化物在煙氣催化復(fù)原脫硫23 2方面也顯示良好的應(yīng)用前景，如LaO在反響氣氛中可生成LaOS，可催化COS23 22SO2

的反響，從而抑制毒性更大的COS的形成。[8]。同時(shí)，吸附材效空氣凈化技術(shù)方面形成突破[9,10]。2.5燃料電池是按電化學(xué)方式直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)化效率高，幾乎不排放NO和SO，同時(shí)CO排放量比常規(guī)發(fā)電廠削減40%* * 2AFCPAFCPEMFCMCFC800~1000℃PEMFC202310到達(dá)60%~70%，發(fā)電/供熱綜合效率到達(dá)70%~80%。同時(shí)固體氧化物型燃料電池〔SOFC〕不需要使用貴金屬催化劑，并適合于多種燃料〔如氫氣、甲烷、碳?xì)浠疨ark[11]等報(bào)道了Cu-CeO2

SOFC9731073KCO2

和HO，如以丁烷為原料，開(kāi)環(huán)2或連接材料等，稀土在其中各局部中，均發(fā)揮著重要的作用。2.6基于氫氣在使用過(guò)程中的零排放特性，被視為21世紀(jì)最有前途的燃料。在PEMFC商化的瓶頸之一。在車(chē)載移動(dòng)氫源過(guò)程中，至少要需要燃料重整制氫、CO的變CO4石腦油重整制氫催化劑中〔如負(fù)載型NiCu提高催化劑的活性、選擇性，降低操作溫度，提高催化劑的高溫穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的COCOANL2 2[12]。第三章稀土催化的理論爭(zhēng)論目前在稀土催化領(lǐng)域理論計(jì)算爭(zhēng)論主要有：稀土氧化物〔主要為CeO〕的2晶體和外表性質(zhì)、儲(chǔ)放氧力量、稀土氧化物與貴金屬之間的相互作用等。有關(guān)CeO2

IP密度泛函廣義梯度近似〔GGA-DFTLDA-DFTDFT+U，HF稀土氧化物〔主要為CeO〕的儲(chǔ)放氧性能是目前稀土材料理論爭(zhēng)論的熱點(diǎn)2CeO2

中氧空位的形成，Skorodumova等利用DFT爭(zhēng)論指出CeO2

中氧空Ce4+4f。ConsaSayleCeOCeO110〕和〔211CeO111〕2 2 2YangCeO111〕的次外表比在外表上更穩(wěn)定。2下還是作為催化劑的載體或助劑，同時(shí)由于稀土所含4f電子造成了數(shù)學(xué)建模的第四章結(jié)論和展望90%的。因此，催化材料的爭(zhēng)論是化學(xué)化工和材料科學(xué)中最重要的領(lǐng)域之一。[15]。材料，并開(kāi)拓其應(yīng)領(lǐng)域供給了理論與技術(shù)根底。參考文獻(xiàn)顧保江,龍志奇,黃小衛(wèi),等.我國(guó)稀土化合物產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和展望[J].稀有金屬,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,吳曉東,冉銳,等.稀土在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣催化凈化中的應(yīng)用與爭(zhēng)論進(jìn)展[J].中國(guó)科學(xué):化學(xué),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.俊濤,軍,瑩,等.稀土元素?fù)诫s對(duì)TiO2薄膜光催化性能的影響[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),2023,21(12):67-71.郝平,風(fēng)儀,胡春.催化材料在工業(yè)源及局部環(huán)境污染物凈化方面的爭(zhēng)論與應(yīng)用[J].中國(guó)根底科學(xué),2023,4:17.俊平,王艷,戚慧心.銪,鈰,釔離子對(duì)TiO2催化劑的改性作用[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),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