稀土在工業(yè)催化中的應(yīng)用

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1、稀土在工業(yè)催化中的應(yīng)用稀土元素的實(shí)際應(yīng)用是從催化劑開始的，催化劑是一種能夠改變反應(yīng)速度但自身不發(fā)生化淫變化的物質(zhì)。它不參與反應(yīng)，但少量存在就能加快反應(yīng)，即改變化學(xué)反應(yīng)速度。稀土催化劑是一種穩(wěn)定性好、選擇性高、加工周期短的很活潑的催化劑。以稀土為主體的一系列工業(yè)催化劑目前得到了快速、穩(wěn)步的發(fā)展。應(yīng)用于石油化工、環(huán)保和精細(xì)化工及汽車尾氣凈化等領(lǐng)域。目前，稀土催化材料主要是分子篩型稀土催化材料、稀土鈣鈦礦型催化材料和飾鉆固溶體型催化材料，分別應(yīng)用于石油化工、環(huán)保和精細(xì)化工及汽車尾氣凈化等很多領(lǐng)域。1、石油裂化催化劑稀土在石油裂化催化劑屮有很多作用。首先，稀土能增強(qiáng)催

2、化劑活性和沸石的熱穩(wěn)定性。其次，催化劑必須進(jìn)行高溫蒸汽下的再生，以燒掉占據(jù)沸石有效孔隙的越積越多的碳，稀土對(duì)此有重要作用。通過捉高催化劑屮稀土含量，還可產(chǎn)生其它重要影響。稀土元素作為一個(gè)重耍組分被引入到裂化催化劑后能顯著提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，人幅度提高原料油裂化轉(zhuǎn)化率，增加汽油和柴油的產(chǎn)率。同吋，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)。在右油工業(yè)屮采用稀土分子篩催化劑進(jìn)行右油裂化催化，可以大幅度捉高原油裂化轉(zhuǎn)化率，增加汽油和柴油的產(chǎn)率。在實(shí)際使用中，原油轉(zhuǎn)化率±35%?40%提高到70?80%,汽油產(chǎn)

3、率提高7?13%。運(yùn)用稀土分子篩催化劑進(jìn)行石油裂化催化，具有原油處理量大、輕質(zhì)油收率高、產(chǎn)品質(zhì)量高、活性高、生焦率低、催化劑損耗低、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。稀土除了在右油煉制分子篩催化劑屮發(fā)揮著不可替代的作用外，稀土作為一種非常重要的助催化劑，在烯姪的氨氧化、低碳烷姪的芳構(gòu)化、芳姪類化合物的異構(gòu)化等催化劑中也發(fā)揮了較大的作用。我們最近的研究表明，稀十?也可以用作主催化劑，如采用Ce-AlPO-5分子篩催化劑，對(duì)無溶劑的環(huán)己烷催化氧化制環(huán)己酮和環(huán)己醇具有很高的活性和選擇性，催化劑經(jīng)5次重復(fù)使用后仍保持良好的催化活性⑴。2、稀土汽車尾氣凈化催化劑汽車尾氣凈化催化劑是控制汽

4、車尾氣排放，減少汽車污染的最冇效的手段。用于汽車尾氣凈化的催化劑有多種，早期汽車尾氣凈化器使用普通金屈（Cu、Cr.Ni）,其原料豐富、成本低，但催化活性差、起燃溫度高、易中毒，現(xiàn)在已不使用了。后來，人們使用貴金屬（Pt、Pd、Ph等）作催化劑。具有活性高、壽命＜、凈化效果好等優(yōu)點(diǎn)，目前歐美等國(guó)家普遍使用這種貴金屬催化劑，可由于這些貴金屈價(jià)格昂貴，冇時(shí)凈化催化裝置占整車造價(jià)的十分因此很難廣泛推廣，而且為防止貴金屈催化劑鉛中毒，汽車需使用無鉛汽油。含稀土的汽車尾氣凈化催化劑其特點(diǎn)是價(jià)格低、熱穩(wěn)定性好、活性較高、使用壽命長(zhǎng)。特別是具有抗鉛屮毒的特征，因而，受到人們

5、的重視，在汽車尾氣凈化領(lǐng)域備受青睞⑵。汽車尾氣屮的有害成份主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）＞氮氧化物（NOx）。稀土汽車尾氣凈化催化劑所用的稀土主要是以氧化鈾、氧化錯(cuò)和氧化斕的混合物為主，稀土汽車尾氣凈化催化劑由稀土與鉆、猛、鉛的復(fù)合氧化物組成，是一類三元催化劑，具有鈣鈦礦、尖晶石型結(jié)構(gòu)，氧化還原活性較高，其中氧化肺是關(guān)鍵成份。由于氧化肺的氧化還原特性，能冇效地控制排放尾氣的組分。凈化汽車尾氣的催化劑在汽車排氣管內(nèi)，借助于排氣溫度和空氣小氧的濃度,對(duì)尾氣中的CO、HC和NOx同時(shí)起氧化還原作用，使其轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)CO?、乩0、NT[3]IN2o3、合

6、成橡膠用的催化劑在化學(xué)工業(yè)中，稀土催化劑可以把石油提煉工業(yè)中的副產(chǎn)品乙烯、內(nèi)烯、丁烯和芳香姪等迅速聚合成各種性能的橡膠，并達(dá)到同天然橡膠相同的性能。在合成氨工業(yè)中采用稀土催化劑可以將反應(yīng)過程中的一氧化碳和副產(chǎn)物二氧化碳迅速轉(zhuǎn)化為甲烷。橡膠作為高分子材料的重要組成部分，具有其它材料不可替代的特殊性能,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常牛活中不可缺少的重要物質(zhì)，橡膠就其來源而言，有合成橡膠和犬然橡膠Z分⑷。目前，合成橡膠的產(chǎn)量及應(yīng)用范圍都大大超過了天然橡膠,成為重要的合成材料詁種并獲得了迅速的發(fā)展。我國(guó)在稀土催化合成橡膠方面的研究工作起步較早，不僅將稀土催化劑應(yīng)用于丁二烯定向聚合

7、，也首次公開報(bào)道稀土催化劑定向聚合異戊二烯，較系統(tǒng)地研究了稀土催化荊組成對(duì)聚合活性及聚合物結(jié)構(gòu)的影響，研究了聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)同性能的關(guān)系。經(jīng)過十多年研制、擴(kuò)試、試生產(chǎn)，打前在實(shí)際應(yīng)用上已取得重犬進(jìn)展。不僅能以低成本合成高順式含量的順丁膠，而且這種膠無論是生膠性能或是硫化膠性能，都比以工業(yè)生產(chǎn)的鈦系、鉆系和銀系催化劑制得的順丁膠品種好，在生產(chǎn)工藝上也有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)化前景廣闊叫為了提高輪胎的安全性，延長(zhǎng)使用壽命，以及降低油耗等，必須改善其對(duì)于濕路而抓著能力（牽引性），降低滾動(dòng)阻力，捉高耐磨性。為此，開發(fā)能滿足這些性能要求的合成橡膠十分必要。用稀土催化劑，如新癸酸

8、錢（0、環(huán)烷酸錢@）等聚合得到的順式1