稀土催化剂(rare earth catalyst)

含有稀土组分能加速或延缓化学反应速度，而本身的量和化学性质并不改变的物质。通常把能加速化学反应速度的催化剂称作正催化剂，能延缓化学反应速度的催化剂称作抑制剂。这类催化剂中的稀土通常以氧化物、复合氧化物或金属间化合物的形式存在，亦有以稀土交换的沸石形式存在的。稀土催化剂性能好，种类多，催化用途广，是稀土大宗使用领域之一。

组成      稀土催化剂除活性组分以外，还要添加少量助催化剂和载体，以提高其催化性能。助催化剂本身没有活性或者活性很小，但能提高活性组分的活性和选择性，延长使用寿命。载体是催化剂活性组分的分散剂或支持物。载体的作用是增加稀土催化剂的有效表面，提供合适的孔结构，提高稀土催化剂的抗拉强度和热稳定性。使用载体可将价高的组分分散在体积松大的物质上，代替整块材料使用，以节约贵重材料。稀土催化剂载体常用的有三氧化二铝、硅胶、活性炭等。

制取      稀土催化剂主要有沉淀、浸渍和熔融等方法。依据原料性质和反应条件，可制成粉状、条状、层状等。沉淀法是在搅拌条件下将沉淀剂加入到稀土盐类溶液中，生成的沉淀物经洗净、过滤、干燥、焙烧等过程制得。浸渍法是将活性组分的溶液浸入载体，经干燥、煅烧、活化等过程制得。熔融法是将活性金属与其他金属熔融成金属间化合物。

应用      稀土氧化物除用作氧化反应或碱性催化作用的催化剂外，还可用作催化剂的载体或助催化剂。稀土复合氧化物大多用于制备ABO₃型钙钛矿型复合氧化物催化剂。这类稀土催化剂中的A代表轻烯土和碱金属，B代表过渡族元素，如RE_0.7Sr_0.3MnO₃。稀土金属间化合物可用作加氢的催化剂。稀土交换的沸石(X型或Y型)则用作石油炼制的裂化催化剂。上述各种稀土化合物，由于其电子结构、电磁性质、晶体结构以及表面酸、碱性质等特点而具有催化活性，可促进不同的催化反应。如烃类的脱氢、加氢、裂化、烷基化、异构化、歧化、聚合、氧化反应、醇类的脱氢、脱水反应，醇或酸的酮化、酯化及酯的水解反应，有机物的氧化、还原反应和一氧化碳与氢的合成、烃与醇的反应等，其应用范围十分广泛。

稀土催化剂主要用于石油化工和汽车尾气净化等方面。在石油炼制应用方面，用稀土交换的八面沸石作裂化催化剂，比不含稀土沸石的硅铝裂化催化剂活性高，其本身结构更稳定，可多产汽油，并能提高原料处理量。稀土与多种过渡元素形成同晶型复合氧化物，其中ABO₃型结构的钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂已在汽车尾气的净化和工业废气的燃烧过程中得到应用。含稀土的烷基铝烯烃聚合催化剂已用于合成顺丁橡胶和异戊橡胶的聚合。此外，稀土元素在合成氨催化剂和轻油蒸气转化制氢等催化剂方面也获得了不同程度的应用。