稀土催化材料种类用途及其生产现状与发展分析
稀土催化材料种类用途及其生产现状与发展分
析
一、稀土催化材料 的种类
众所周知，我国稀土矿以轻稀土组分为主，其中镧、铈等组分约占 60%以上。随着我国稀
土永磁材料、稀土发光材料、稀土抛光粉、稀土在冶金工业中等应用领域逐年扩大，国内市场
对中重稀土的需求量也快速增加。造成了高丰度的铈、镧、镨等轻稀土的大量积压，导致我国
稀土资源的开采和应用之间存在着严重的不平衡。
研究发现，轻稀土元素由于其独特的 4f 电子层结构，使其在化学反应过程中表现出良好的
助催化性能与功效。因此，将轻稀土用作催化材料是一条很好的稀土资源综合利用出路。
催化剂是一种能够加速化学反应，且在反应前后自身不被消耗的物质；加强稀土催化的基
础研究既提高生产效率，又节约资源和能源，减少环境污染，符合可持续发展的战略方向。
到目前为止，能够在工业中获得应用的稀土催化材料主要有 3类，包括分子筛稀土催化材
料、稀土钙钛矿催化材料、以及铈锆固溶体催化材料等，见表 1所示。其中分子筛稀土催化材
料又可细分为中孔、微孔、介孔、以及纳孔稀土催化材料等几大类，且目前主要用于炼油催化
剂。
稀土钙钛矿催化材料由于其制备简单、耐高温、抗中毒等性能优越，目前主要用作环保催
化剂，也广泛用于光催化分解水制氢、以及石油化工行业的碳氢化合物重整反应等方面。目前
已开发并应用的主要有钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂、以及掺杂微量贵金属的稀土钙钛矿型
催化剂等。
铈锆固溶体催化材料是应汽车尾气净化市场的需求发展起来的一种稀土催化材料。早期主
要利用铈的储氧性能来调节汽车尾气中的氧化还原反应。后来发现单一的铈储氧材料其持久性
耐高温性能并不能满足日益发展的汽车尾气催化剂的寿命要求，而添加一些锆可明显改善储氧
材料的抗高温性能，从而改善催化剂的耐久性。目前，铈锆固溶体催化材料不仅用于石油化工
领域的各种催化过程，也广泛用于汽车尾气净化、以及其它环保领域。?
与传统的贵金属催化剂相比，稀土催化材料在资源丰度、成本、制备工艺、以及性能等方
面都具有较强的优势。目前不仅大量用于汽车尾气净化，还扩展到工业有机废气、室内空气净
化、催化燃烧、以及燃料电池等领域。自 20 世纪 90 年代末以来，发达国家的环保催化剂市场
一直以20%速度增长。因此，稀土催化材料在环保催化剂产品市场，特别是在有毒、有害气体
的净化方面，具有巨大的应用市场和发展潜力。
二、汽车尾气净化?
近年来，随着我国汽车产量及保有量一直呈高速增长势态。自 2002 年10 月以来，我国汽
车产量平均增长率超过37%。2002 年产量为 325 万辆，2003 年已达440 余万辆。预计 2004 年
汽车产量将超过510 万辆。继美国、日本、德国之后，中国 2003 年汽车产量已超过法国，已
成为世界第四大汽车制造国。
汽车的大量使用，使我国许多城市产生了严重的大气污染。治理机动车的排气污染，主要
依靠安装含催化剂的三元净化器。由于稀土催化材料可以扩大三效催化剂的操作窗口，提高净
化效率和稳定性，在汽车尾气净化方面已获得广泛应用。在全球范围内，仅汽车尾气净化方面
的稀土年消耗量可达1.5 万吨 REO。
目前，稀土用于汽车尾气净化方面包括在活性层中主要用作储氧材料、替代部分主催化
剂、以及作为催化助剂等。在分散层中主要用作改善 γ-Al2O3 的高温稳定性。在载体中主要用
于改善机械强度和热稳定性。另外，汽车的电子燃油喷射系统需要的氧传感器也是由含稀土的
陶瓷材料制造的。?
摘要：
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稀土催化材料种类用途及其生产现状与发展分析一、稀土催化材料的种类众所周知，我国稀土矿以轻稀土组分为主，其中镧、铈等组分约占60%以上。随着我国稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土抛光粉、稀土在冶金工业中等应用领域逐年扩大，国内市场对中重稀土的需求量也快速增加。造成了高丰度的铈、镧、镨等轻稀土的大量积压，导致我国稀土资源的开采和应用之间存在着严重的不平衡。研究发现，轻稀土元素由于其独特的4f电子层结构，使其在化学反应过程中表现出良好的助催化性能与功效。因此，将轻稀土用作催化材料是一条很好的稀土资源综合利用出路。催化剂是一种能够加速化学反应，且在反应前后自身不被消耗的物质；加强稀土催化的基础研究既提高...
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作者：闻远设计
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