稀土在工業(yè)催化中的應用

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1、稀土在工業(yè)催化中的應用稀土元素的實際應用是從催化劑開始的，催化劑是一種能夠改變反應速度但自身不發(fā)生化淫變化的物質。它不參與反應，但少量存在就能加快反應，即改變化學反應速度。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。應用于石油化工、環(huán)保和精細化工及汽車尾氣凈化等領域。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，分別應用于石油化工、環(huán)保和精細化工及汽車尾氣凈化等很多領域。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，稀土能增強催

2、化劑活性和沸石的熱穩(wěn)定性。其次，催化劑必須進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、輕質油收率高、生焦率低、催化劑損耗低、選擇性好等優(yōu)點。在右油工業(yè)屮采用稀土分子篩催化劑進行右油裂化催化，可以大幅度捉高原油裂化轉化率，增加汽油和柴油的產(chǎn)率。在實際使用中，原油轉化率±35%?40%提高到70?80%,汽油產(chǎn)

3、率提高7?13%。運用稀土分子篩催化劑進行石油裂化催化，具有原油處理量大、輕質油收率高、產(chǎn)品質量高、活性高、生焦率低、催化劑損耗低、選擇性好等優(yōu)點。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、低碳烷姪的芳構化、芳姪類化合物的異構化等催化劑中也發(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，目前歐美等國家普遍使用這種貴金屬催化劑，可由于這些貴金屈價格昂貴，冇時凈化催化裝置占整車造價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是價格低、熱穩(wěn)定性好、活性較高、使用壽命長。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）、碳氫化合物（HC）＞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、鉛的復合氧化物組成，是一類三元催化劑，具有鈣鈦礦、尖晶石型結構，氧化還原活性較高，其中氧化肺是關鍵成份。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,對尾氣中的CO、HC和NOx同時起氧化還原作用，使其轉化成無害物質CO?、乩0、NT[3]IN2o3、合

6、成橡膠用的催化劑在化學工業(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過程中的一氧化碳和副產(chǎn)物二氧化碳迅速轉化為甲烷。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,成為國民經(jīng)濟和日常牛活中不可缺少的重要物質，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用于丁二烯定向聚合

7、，也首次公開報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聚合活性及聚合物結構的影響，研究了聚合產(chǎn)物的結構同性能的關系。經(jīng)過十多年研制、擴試、試生產(chǎn)，打前在實際應用上已取得重犬進展。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)工藝上也有獨特的優(yōu)點，工業(yè)化前景廣闊叫為了提高輪胎的安全性，延長使用壽命，以及降低油耗等，必須改善其對于濕路而抓著能力（牽引性），降低滾動阻力，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