稀土元素具有特殊的外層電子結構，其配位數的可變性決定了它們具有某種"后備化學鍵"或"剩余原子價"的作用，而這種能力正是催化劑所必須具備的。因此，稀土元素不僅本身具有催化活性，還可以作為添加劑或助催化劑提高其他催化劑的催化性能，是稀土大量使用的領域之一。目前稀土催化劑的應用包括以下幾個方面：內燃機尾氣機外凈化；工業廢氣及人居環境凈化；催化燃燒；燃料電池；低值烷烴利用等。
一、稀土催化在汽車尾氣凈化中的研究與應用
稀土催化劑用于汽車尾氣凈化，效果好，質量穩定可靠，價格便宜，是一個正在發展中的稀土應用市場。自20世紀80年代以來，稀土催化劑逐步進入市場。目前美國的汽車尾氣凈化催化劑需求量迅速增加，并成為稀土應用的最大市場。1996年美國在這一市場的稀土用量為1.2萬噸（REO），占當年稀土總用量的46%。80年代初期，日本和歐洲等國家改進了催化劑技術，將稀土加入催化劑中，降低了成本，提高了性能，大大地促進了稀土催化劑的應用。1996年日本在汽車尾氣凈化催化劑中的稀土用量為420噸；歐洲在這一市場中的稀土用量約為1000噸。我國的科學工作者早在70年代就開始對汽車尾氣凈化催化劑進行研究開發工作，經過20多年的努力，應用研究已居世界前沿水平，基本具備了產業化轉化的條件。特別是在技術上采取了與國外不同的技術路線，即主要研究開發重點放在純稀土催化劑或以稀土為基引入少量貴金屬的技術方向上，這就在汽車尾氣凈化稀土催化劑的研究開發中形成了具有我國特色和世界先進水平的科研成果。汽車尾氣凈化催化劑的生產將是下世紀我國最大的催化劑行業之一，也將是稀土的主要用戶之一。研究開發天然氣公交車及柴油汽車凈化高性能強抗硫稀土氧化物催化劑；開發歐Ⅱ和歐Ⅲ標準新型機動車尾氣凈化催化劑的制備工藝；開發天然氣助催化高溫燃燒稀土催化劑，提高燃燒爐效率和無污染排放；開發工業源排放有毒、有害、有機物等污染物氣體凈化催化劑。2002年環境領域包括汽車用催化劑、傳感器工業源凈化催化劑，稀土用量大約500噸。目前，國內已有上海、北京、無錫等地生產的稀土催化劑進入市場，并逐步在汽車尾氣凈化器上應用，其應用技術已達20世紀90年代世界先進水平。已在1000多部車上進行了實際應用，取得明顯的凈化效果。搞好稀土在這方面的應用，既開發了新的應用領域，又緩解了我國城市的大氣污染，對實現經濟和社會的可持續發展有著重要的意義。21世紀初，稀土在汽車尾氣凈化催化劑中的應用將會有一個大的飛躍，并成為一個新的稀土消費熱點。稀土-貴金屬復合催化劑的開發將大有可為。據估計，2005年我國將需要汽車尾氣凈化催化轉換裝置800～1000萬套，需消費稀土約1500噸。2010年這組數據將達1200萬套和1800噸。[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 下一頁 |
