稀土催化劑(rare earth catalyst)

含有稀土組分能加速或延緩化學反應速度，而本身的量和化學性質并不改變的物質。通常把能加速化學反應速度的催化劑稱作正催化劑，能延緩化學反應速度的催化劑稱作抑制劑。這類催化劑中的稀土通常以氧化物、復合氧化物或金屬間化合物的形式存在，亦有以稀土交換的沸石形式存在的。稀土催化劑性能好，種類多，催化用途廣，是稀土大宗使用領域之一。

組成 稀土催化劑除活性組分以外，還要添加少量助催化劑和載體，以提高其催化性能。助催化劑本身沒有活性或者活性很小，但能提高活性組分的活性和選擇性，延長使用壽命。載體是催化劑活性組分的分散劑或支持物。載體的作用是增加稀土催化劑的有效表面，提供合適的孔結構，提高稀土催化劑的抗拉強度和熱穩定性。使用載體可將價高的組分分散在體積松大的物質上，代替整塊材料使用，以節約貴重材料。稀土催化劑載體常用的有三氧化二鋁、硅膠、活性炭等。

制取 稀土催化劑主要有沉淀、浸漬和熔融等方法。依據原料性質和反應條件，可制成粉狀、條狀、層狀等。沉淀法是在攪拌條件下將沉淀劑加入到稀土鹽類溶液中，生成的沉淀物經洗凈、過濾、干燥、焙燒等過程制得。浸漬法是將活性組分的溶液浸入載體，經干燥、煅燒、活化等過程制得。熔融法是將活性金屬與其他金屬熔融成金屬間化合物。

應用 稀土氧化物除用作氧化反應或堿性催化作用的催化劑外，還可用作催化劑的載體或助催化劑。稀土復合氧化物大多用于制備ABO₃型鈣鈦礦型復合氧化物催化劑。這類稀土催化劑中的A代表輕烯土和堿金屬，B代表過渡族元素，如RE_0.7Sr_0.3MnO₃。稀土金屬間化合物可用作加氫的催化劑。稀土交換的沸石(X型或Y型)則用作石油煉制的裂化催化劑。上述各種稀土化合物，由于其電子結構、電磁性質、晶體結構以及表面酸、堿性質等特點而具有催化活性，可促進不同的催化反應。如烴類的脫氫、加氫、裂化、烷基化、異構化、歧化、聚合、氧化反應、醇類的脫氫、脫水反應，醇或酸的酮化、酯化及酯的水解反應，有機物的氧化、還原反應和一氧化碳與氫的合成、烴與醇的反應等，其應用范圍十分廣泛。

稀土催化劑主要用于石油化工和汽車尾氣凈化等方面。在石油煉制應用方面，用稀土交換的八面沸石作裂化催化劑，比不含稀土沸石的硅鋁裂化催化劑活性高，其本身結構更穩定，可多產汽油，并能提高原料處理量。稀土與多種過渡元素形成同晶型復合氧化物，其中ABO₃型結構的鈣鈦礦型稀土復合氧化物催化劑已在汽車尾氣的凈化和工業廢氣的燃燒過程中得到應用。含稀土的烷基鋁烯烴聚合催化劑已用于合成順丁橡膠和異戊橡膠的聚合。此外，稀土元素在合成氨催化劑和輕油蒸氣轉化制氫等催化劑方面也獲得了不同程度的應用。