稀土催化材料的應(yīng)用

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1、稀土催化材料的應(yīng)用摘要：稀土催化材料應(yīng)用廣泛。在汽車尾氣凈化上，已經(jīng)證明稀土催化劑對co和HC都具有較好的凈化效果，抗鉛中毒能力強(qiáng)，能滿足現(xiàn)冇汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。在工業(yè)有機(jī)廢氣治理上，稀土復(fù)合中孔催化材料具有大表面積、合適孔徑分布、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)，已經(jīng)成為工業(yè)有機(jī)廢氣凈化中最有前景的催化材料之一。在催化燃燒上，利用催化燃燒技術(shù)可改變?nèi)紵绞剑礁呷紵?，降低燃燒溫度，減少NOx的形成。關(guān)鍵詞：稀土催化石油化工尾氣凈化廢氣處理催化燃燒燃料電池1、石油化工催化劑分子篩具有大比表面積、發(fā)達(dá)的孔道結(jié)構(gòu)、酸性、擇型性等，而被

2、廣泛應(yīng)用于催化裂化、加氫裂化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、烷基化、脫蠟等過程，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。催化裂化是石油加工的重要過程，在國外1P3以上的汽油來門催化裂化，我國成品汽油的80%和成品柴油的35%均來自催化裂化。從20世紀(jì)60年代初開始，以分子篩催化劑代替無定型硅鋁催化劑作為裂化催化劑被譽(yù)為“煉油工業(yè)的技術(shù)革命”。稀土元素作為一個(gè)重要組分被引入到裂化催化劑后能顯著捉高催化劑的活性和穩(wěn)定性，大幅度捉高原料油裂化轉(zhuǎn)化率，增加汽油和柴油的產(chǎn)率。同時(shí)，稀土2分了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、

3、催化劑損耗低、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。2、汽車尾氣凈化2」汽車是現(xiàn)代社會最普及的交通工具，特別是近年來私家車越來越多，帶來了很多問題，其中環(huán)境問題是不容忽視的。汽車的大量使用，使我國許多城市產(chǎn)生了嚴(yán)重的大氣污染。汽車排放的污染物主要來源于內(nèi)燃機(jī)，其冇害成分包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氫化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽車污染控制的主要大氣污染成分。汽車尾氣對人類健康危害很大，治理污染刻不容緩。而目前達(dá)到實(shí)用化的尾氣凈化催化劑不外乎貴金屈催化劑（氧化型和三元催化劑）和稀土催化

4、劑。而貴金屬催化劑在我國現(xiàn)階段尚不具備推廣使用條件，主要原因是價(jià)格昂貴，要求使用無鉛汽油以及與之相適應(yīng)的電控噴油系統(tǒng)等汽車技術(shù)改造。已經(jīng)證明稀土催化劑對CO和HC都具有較好的凈化效果，抗鉛中毒能力強(qiáng)，能滿足現(xiàn)有汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。特別是我國稀土資源極為豐富，價(jià)格便宜，是現(xiàn)階段適合我國國情的首選催化劑。因此開展以稀土金屬為主添加少量貴金屬或過渡金屬的尾氣凈化催化劑的研究勢在必行，前景廣闊。2.2稀土在催化劑屮的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：提高催化劑的抗屮毒能力，提高催化劑的熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度，提高催化劑的活性及儲氧能力。

5、目前，稀土用于汽車尾氣凈化方而包括在活性層屮主要用作儲氧材料、替代部分主催化劑、以及作為催化助劑等。在分散層中主耍用作改善Y-A12O3的高溫穩(wěn)定性。在載體中主要用于改善機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。另外，汽車的電子燃油噴射系統(tǒng)需要的氧傳感器也是由含稀土的陶瓷材料制造的。3、工業(yè)有機(jī)廢氣治理3」目前，在有機(jī)涂料、工業(yè)溶劑、粘合劑、制衣、制鞋、以及許多與有機(jī)溶液生產(chǎn)與使用的行業(yè)，工業(yè)有機(jī)廢氣的污染很嚴(yán)重。國內(nèi)外的實(shí)踐證明，治理工業(yè)廢氣和室內(nèi)空氣凈化，催化氧化技術(shù)是最有效的技術(shù)措施。我國是化學(xué)品生產(chǎn)的大國，其中95%以上的廢

6、氣尚未治理。稀土催化材料由于其良好的催化性能,獨(dú)特的低溫活性，優(yōu)越的抗屮毒能力，在有機(jī)廢氣治理方面已顯示出越來越優(yōu)越的開發(fā)應(yīng)用前景。其中稀土復(fù)合中孔催化材料具有大表面積、合適孔徑分布、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)，已經(jīng)成為工業(yè)冇機(jī)廢氣凈化屮最冇前景的催化材料乙一。此外，通過納米水平的設(shè)計(jì)，開發(fā)出先進(jìn)的稀土催化材料，可以在降低90%貴金屬用量的情況下仍能保證催化凈化效率提高1倍。3.2利用稀土催化技術(shù)治理工業(yè)有機(jī)廢氣的工作主要集屮在揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理、煙氣脫硫、燃燒過程脫氮、納米TiO2光催化稀土改性、以及焦化污水催化凈化等方

7、而。3.3稀土具有復(fù)雜的能級結(jié)構(gòu)和光譜特性，對納米TiO2進(jìn)行摻雜改性，可有效捉高光催化的效率，是最具希望解決可見光利用率的技術(shù)Z-O研究表明，在可見光卜?利用納米TiO2的光催化與稀土催化材料的低溫催化氧化復(fù)合，被認(rèn)為是最有希望的、可大規(guī)模應(yīng)用于人居環(huán)境凈化的有效方法。4、催化燃燒4.1現(xiàn)在煤和石油在我國能源結(jié)構(gòu)屮仍將占主導(dǎo)地位。在開發(fā)新能源的同時(shí),也應(yīng)提高煤和石油的燃燒效率。但是傳統(tǒng)的燃燒方式燃燒溫度高，超過1500°C,在這個(gè)溫度下燃燒很容易產(chǎn)生氮氧化物，增加全球溫室效應(yīng)。另外，燃燒效率低,噪音高，且一些

8、廉價(jià)燃料不能廣泛應(yīng)用。利用催化燃燒技術(shù)可改變?nèi)紵绞?，提高燃燒效率，降低燃燒溫度，減少NOx的形成，且燃燒過程屮噪音低，廉價(jià)燃料也可大量應(yīng)用，具冇高效節(jié)能、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是燃燒技術(shù)的未來發(fā)展方向。據(jù)有關(guān)資料介紹，利用催化燃燒技術(shù)口J提高熱效率64%,燃燒效率口J達(dá)99.5%,節(jié)能效果達(dá)15%以上?？谇埃糜诖呋紵闹饕窍⊥链呋牧?，具有價(jià)格便宜、原料易得、耐高溫性能好等優(yōu)勢。特別