稀土元素具有特殊的外層電子結(jié)構(gòu)，其配位數(shù)的可變性決定了它們具有某種"后備化學(xué)鍵"或"剩余原子價(jià)"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(lǐng)域之一。目前稀土催化劑的應(yīng)用包括以下幾個方面：內(nèi)燃機(jī)尾氣機(jī)外凈化；工業(yè)廢氣及人居環(huán)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(yīng)用
稀土催化劑用于汽車尾氣凈化，效果好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，價(jià)格便宜，是一個正在發(fā)展中的稀土應(yīng)用市場。自20世紀(jì)80年代以來，稀土催化劑逐步進(jìn)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(yīng)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(dāng)年稀土總用量的46%。80年代初期，日本和歐洲等國家改進(jìn)了催化劑技術(shù)，將稀土加入催化劑中，降低了成本，提高了性能，大大地促進(jìn)了稀土催化劑的應(yīng)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(xué)工作者早在70年代就開始對汽車尾氣凈化催化劑進(jìn)行研究開發(fā)工作，經(jīng)過20多年的努力，應(yīng)用研究已居世界前沿水平，基本具備了產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的條件。特別是在技術(shù)上采取了與國外不同的技術(shù)路線，即主要研究開發(fā)重點(diǎn)放在純稀土催化劑或以稀土為基引入少量貴金屬的技術(shù)方向上，這就在汽車尾氣凈化稀土催化劑的研究開發(fā)中形成了具有我國特色和世界先進(jìn)水平的科研成果。汽車尾氣凈化催化劑的生產(chǎn)將是下世紀(jì)我國最大的催化劑行業(yè)之一，也將是稀土的主要用戶之一。研究開發(fā)天然氣公交車及柴油汽車凈化高性能強(qiáng)抗硫稀土氧化物催化劑；開發(fā)歐Ⅱ和歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)新型機(jī)動車尾氣凈化催化劑的制備工藝；開發(fā)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(fā)工業(yè)源排放有毒、有害、有機(jī)物等污染物氣體凈化催化劑。2002年環(huán)境領(lǐng)域包括汽車用催化劑、傳感器工業(yè)源凈化催化劑，稀土用量大約500噸。目前，國內(nèi)已有上海、北京、無錫等地生產(chǎn)的稀土催化劑進(jìn)入市場，并逐步在汽車尾氣凈化器上應(yīng)用，其應(yīng)用技術(shù)已達(dá)20世紀(jì)90年代世界先進(jìn)水平。已在1000多部車上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，取得明顯的凈化效果。搞好稀土在這方面的應(yīng)用，既開發(fā)了新的應(yīng)用領(lǐng)域，又緩解了我國城市的大氣污染，對實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。21世紀(jì)初，稀土在汽車尾氣凈化催化劑中的應(yīng)用將會有一個大的飛躍，并成為一個新的稀土消費(fèi)熱點(diǎn)。稀土-貴金屬復(fù)合催化劑的開發(fā)將大有可為。據(jù)估計(jì)，2005年我國將需要汽車尾氣凈化催化轉(zhuǎn)換裝置800～1000萬套，需消費(fèi)稀土約1500噸。2010年這組數(shù)據(jù)將達(dá)1200萬套和1800噸。[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] 下一頁 |
