第10章 稀土催化剂
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（3）稀土氧化物催化作用的特征，除了导致邻位氢 与对位氢之间转位反应的磁性质之外，集中在与催 化氧化反应相关的晶格氧的移动性及类似于碱金属 的碱性方面。
现形的实用工业催化剂中，稀土一般只用作 助催化剂或催化剂中的一种活性组分，很少 作为主体催化剂。本章介绍已在工业上应用 的四类稀土催化剂。
10.1 石油裂化催化剂
10.1.4我国研制开发稀土裂化催化剂
20世纪80年代以来，稀土在石油裂化中的应 用更加广泛，我国研制开发和应用了系列裂 化催化剂和金属钝化剂。从综合利用稀土原 料考虑，我国采用由不同分离流程得到的稀 土为原料，制成了稀土Y型沸石催化剂。我 国在20世纪90年代以前生产的具有代表性的 沸石裂化催化剂：
三效催化剂 用一种催化剂同时净化汽车排气中的CO、HC、 NOx的三效催化系统，是把CO、HC完全氧化成 CO2和水，把NOx还原成氮气的反应系统。 为了用一种催化剂以高净化率消除CO、HC、 NOx三种成分，需通过排气中的还原成分(CO、 HC、H2)与氧化成分(O2、NOx)保持化学当量 的比例来实现。
10.1.1催化裂化工艺
原油是复杂的烃类混合物，用蒸馏的方法可将 其分离为不同沸点的馏分，如汽油馏分、煤油 馏分、柴油馏分和减压馏分油等。但蒸馏法只 能得到15－20％的汽油，剩下的重质馏分油必 须在高温、高压下或催化剂存在的条件下将其 裂化，以进一步得到汽油等轻质油品。
按裂化过程是否应用催化剂或者加氢，可分 为热裂化、催化裂化和加氢裂化三类。热裂 化得到产品质量低，而加氢裂化的费用高， 故目前主要采用催化裂化加工。原油的催化 裂化已经成为世界工业上实现的最大规模的 催化过程，石油裂化催化剂也是催化剂生产 中数量最多的催化剂之一。
（3）稀土氢Y（REHY）型催化剂 （4）新型重油裂化催化剂Orbit-3000和 Comet-400 （5）金属钝化剂 1）、国外工业使用钝Ni剂的主要类型 2）、国内研制并工业使用钝Ni剂的主要类型
含沸石的裂化催化剂与无定形的硅铝裂化催 化剂相比较，虽然两者均含有质子酸，但是 沸石催化剂所含质子酸数量比硅铝催化剂约 多70倍，因而裂化活性更高，由稀土交换的 沸石制成的催化剂约为硅铝催化剂活性的100 倍由Ca、Mn交换的沸石制成的催化剂约为硅 铝催化剂活性的30倍，而且，稀土交换的沸 石催化剂稳定性更高。
沸石的晶体结构
10.1.3稀土催化裂化剂的研究和应用
稀土在催化剂中的功能一方面是通过建立强 的静电场使催化剂活化，并使表面的酸度适 合与形成碳鎓离子（正碳离子）中间体以利 于裂解为汽油等轻质产品；另一方面是保护 催化剂，免遭集聚的炭燃烧时被产生的高温 气流破坏。
首先, 稀土作为助催化材料可增强沸石催化 剂活性和热稳定性。其次, 催化剂用久失活 后须经过高温水热处理而再生, 以烧掉占据 沸石有效孔隙中越积越多的碳,稀土具有较好 的水热稳定性能, 对此过程有重要作用。另 外运用稀土沸石催化剂进行石油催化裂化, 具有原油处理量大、轻质油收率高、质量好、 活性高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性 好等诸多优点。
汽车尾气的催化净化反应既包括CO、HC的氧 化、又包括NOx的还原。因此需要研制一种能 使两类反应同时进行的三元催化剂，为了达 到同时净化CO、HC、 NOx的目的，人们研制 了一种钇稳定的氧化锆传感器来精确调节控 制空燃比，使尾气中的氧的含量适宜并恒定， 以便同时净化三类有害气体。
10.2.2汽车尾气净化及稀土催化剂的 应用
国家 年份 CO ＨＣ NOx
西欧统一标准 1985 1975 日本 1983 瑞典 1989
10~35 2.1 24.2 0.25
2.6~8.2 0.75 2.1 0.25
wk.baidu.com
1~1.4 1.9 1.9 0.62
1983年9月14日中国也颁布了汽车尾气排放标准 车别 新生产车 在用车 进口车 CO% ≤5 ≤6 ≤4.5 HC% ≤0.25 ≤0.30 ≤0.10
现在中国实行的标准
汽车尾气中的有害成分主要有一氧化碳 （CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物 （NOx） CO对人的神经系统有严重的破坏作用，组织 人体血红蛋白向人体组织输送氧气，引起慢 性中毒。HC中含有多种致癌物质。NOx可能导 致呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症。在太 阳光的作用下，NO2分解产生的O和O2生成O3， 还进一步与烃类反应形成光化学二次污染， 对人类健康造成更大的伤害，同时，NOx还是 形成酸雨和引起气候变化的主要原因。
如La2O3在1-丁烯异构化反应中的催化作用： 1一丁烯的 烯丙基位臵上的H+被碱性点吸引，形成稳定的π-烯丙基负 离子中间物。
10.1.2催化裂化剂的发展
(1) 随着催化裂化工艺的发展，裂化催化也 在不断发展和改进，两者相辅相成。早期 使用的是天然白土催化剂，后发展为无定 形硅酸铝催化剂，20世纪60年代，沸石裂 化催化剂开发成功，使石油催化裂化走向 了沸石催化裂化的新阶段，随着沸石催化 剂的应用，稀土也作为一个组分引入到裂 化催化中。
（2）沸石催化裂化剂在工业上的应用在国外 经历了几个发展阶段。20世纪60－70年代中 期是沸石催化剂推广发展阶段，70年代中期 到80年代中期为继续改进和完善的阶段，80 年代中期，稀土在裂化催化剂中的用量达到 峰值。
沸石在裂化催化剂中是必不可少的活性组分。由于 采用的沸石类型的不同，沸石中含有的稀土量也不 同。沸石的基本构成单元是硅氧四面体和铝氧四面 体，再通过共有的顶点的氧原子连结成链状、环状、 层状或笼形骨架。
关于沸石催化剂的催化活性机理有三种观点： 1、由于催化剂中产生了质子酸的酸性中心 或非质子酸的酸性中心引起 2、多价阳离子在沸石中的不对称分布，是 沸石表面的多价阳离子和负电中心之间产生 静电场，静电场使吸附的烃类分子极化，而 具有较高的反应能力 3、由于沸石中的多价阳离子使结构羟基活 化，产生将强的质子酸中心。
（2）在大多数反应中，各稀土元素之间的催 化活性变化不大，最大不超过1∽2倍，尤其 是重稀土元素之间 ，几乎没有活性变化。这 和d型过渡元素完全不同，他们之间的活性有 时甚至相差几个数量级。
（3）稀土元素的催化活性基本上可以分为两 类：和4f轨道中的电子数（1∽14）相对应呈 单调变化，如加氢、脱氢、酮化学；和4f轨 道中电子的排布（1∽7，7∽14）相对应呈周 期变化，如氧化。 （4）含稀土的工业催化剂大多只含较少量的 稀土，一般只用作助催化剂或混合催化剂中 的次要成分。
1、氧化反应
2CO O2 2CO2 4HC 5O2 4CO2 2H 2O
2NO 2CO 2CO2 N 2 4HC 10NO 5N 2 4CO2 2H 2O
催化剂组成 活性组分、载体和助催化剂。 活性组分又叫主催化剂，是多组分催化剂 的主体，是必备的组分。 载体，是活性组分的分散剂、黏合物或支 撑体，是负载活性组分的骨架，它的主要作 用是提供孔结构和高表面积，增大催化剂的 强度。
六十年代后，对稀土元素（主要是氧化物） 的催化作用进行了广泛地研究，得到了一些 规律性的结果。总结起来就有如下的内容： （1）在稀土元素电子结构中，4f电子位于内 层，受5s及5p电子的屏蔽，而决定物质化学 性质的外层电子的排布又都相同，因此，和d 型过渡元素的催化作用相比没法有明显的独 特性，且活性都赶不上d型过渡元素。 Ln（La----Lu） ls22s22p63s23p63d104s24p64d104f0~145s25p6 5d0~16s2
（1）尾气净化原理 汽车排气中的CO、烃类(HC)及氮氧化物(NOx) 等是有害气体，通过改善内燃机燃烧技术及三效催 化剂排气处理系统的处理可净化这些有害气体。
开发三效催化剂时几乎研究了全部稀土氧化物 的催化性能，特别是通过添加氧化铈，显著地提高 了催化剂的性能。 在催化剂的作用下将尾气中的CO和HC等有害物 质氧化成CO2和H2O，并将NOx还原成N2
降低汽车尾气对环境污染的技术分为机内净 化和机外净化两大类，我们只对机外净化进 行介绍。到1985年，美国和日本车厂的新车 全部装有机外催化净化装臵，人们称它为催 化净化器或者催化转化器。 催化净化器中装有贵金属催化剂。但是由于 其价格昂贵限制了它的广泛应用，此外贵金 属催化剂易患铅中毒，汽车必须要使用无铅 汽油，为此人们希望寻找到一些价格低、性 能好、不含贵金属的催化剂作为代用品，稀 土便成为最受注意的代用品之一。
10.2 汽车尾气净化催化剂
10.2.1汽车尾气的排放状况及对空气 的污染
汽车的诞生和发展是现代文明和人类进 步的重要标志，但随着汽车数量的不断增加， 汽车尾气已经成为空气污染的主要来源之一， 对人类生存环境和身心健康构成严重威胁。
我国现状
据统计,最晚到2012年第一季度，中国私人 汽车拥有量将达到8650万辆，届时中国百户 家庭汽车拥有量将达到20辆，按照国际标准， 一个国家或者地区每百户汽车保有量达到20 万辆以上时，就认为进入了汽车社会。中国 全面进入汽车社会，且呈快速增长趋势。城 市汽车污染排放问题日益突出,已成为继城市 煤烟污染之后的又一主要污染源,所引起的大 气污染是一个不 容忽视的问题。
天然白土催化剂中性能最好的是酸处理膨润 土催化剂，其主要成分是蒙脱土，分子式是 4SiO2-Al2O3-H2O. 无定形硅铝酸裂化催化剂系由化工原料制的， 因此也叫合成硅铝酸催化剂，简称硅铝催化 剂，用SiO2-Al2O3催化剂表示。它比天然白 土催化剂含杂质少（Fe、Na等），有良好的 孔隙结构，裂化活性高，热稳定性好。
（1）稀土Y（REY）型沸石催化剂 1）、半合成REY沸石催化剂（得到的REY 型沸石还需要进一步加工，使之与担体，也 就是基体结合，才能获得合乎要求的裂化催 化剂。） 2）、全白土型REY催化剂
（2）超稳Y（USY）型沸石催化剂 1）、DASY超稳沸石及ZCM系列催化剂 2）、SRNY超稳沸石及CHZ催化剂 3）、RSADY超稳沸石及LCH催化剂 4）、REUSY沸石及CC-15催化剂 5)、化学脱铝高硅Y（NHSY）和LD-1催化剂
汽车尾气净化催化剂的发展概况 汽车尾气催化净化技术,是随着汽车排放 标准的日益严格而逐步发展起来的。1959年 在美国加州,首次颁布了控制汽车排放污染 物的立法,并于 1975年率先将净化催化剂应 用于汽车工业。上世纪60年代到70年代中期, 由于汽车排放法规中只要求控制CO和HC,出 现了“两效”催化剂, 即氧化型催化剂,该 催化剂的活性组分以贵金属铂或钯为主,将 尾气中的HC和CO同时氧化,从而降低了HC和 CO的污染物排放。
稀土元素显示的特征几乎都与其4f电子相 关。与催化剂有关的特征： （1）在基于4f层未成对电子引起的顺磁结构 而产生的邻-对位氢转位反应中，转移反应速 度常数与催化剂的磁能平方成正比，顺磁性 的Dy2O3，Er2O3的反应速度常数大，反磁性的 La2O3小。
（2）在伴随有反应物质间电子转移形成化学键的催 化反应中，由于稀土元素的4f电子受到外层电子很 强的遮蔽作用，加之外层电子排列情况又基本相似， 所以各稀土元素很难表现出各自的特点。
第10章 稀土催化剂材料
稀土元素的实际应用是从催化剂开始的。 1885年，C.A.V.Welsbach首先将含 99%ThO2+1%CeO2的硝酸溶液浸渍在石棉 上制成催化剂，用在汽灯罩制造工业中.稀土 氧化物特有的性质及其催化作用早已引起了 人们的关注，如稀土氧化物的顺磁性、晶格 氧的转移性、阳离子可变价以及表面碱性与 许多催化作用有本质的联系。
汽车尾气排放标准及治理技术
美国汽车尾气排放标准（限制）g/km
年份
1960 1970~1974 1975~1980 1981 1984
CO
84.0 39.0 7.0 3.4 0.46
HC
10.6 4.1 1.5 0.4 0.46
NOx
4.1 4.1 3.1 1.0 1.1
部分发达国家汽车尾气排放标准（限制） g/km
现形的实用工业催化剂中，稀土一般只用作 助催化剂或催化剂中的一种活性组分，很少 作为主体催化剂。本章介绍已在工业上应用 的四类稀土催化剂。
10.1 石油裂化催化剂
10.1.4我国研制开发稀土裂化催化剂
20世纪80年代以来，稀土在石油裂化中的应 用更加广泛，我国研制开发和应用了系列裂 化催化剂和金属钝化剂。从综合利用稀土原 料考虑，我国采用由不同分离流程得到的稀 土为原料，制成了稀土Y型沸石催化剂。我 国在20世纪90年代以前生产的具有代表性的 沸石裂化催化剂：
三效催化剂 用一种催化剂同时净化汽车排气中的CO、HC、 NOx的三效催化系统，是把CO、HC完全氧化成 CO2和水，把NOx还原成氮气的反应系统。 为了用一种催化剂以高净化率消除CO、HC、 NOx三种成分，需通过排气中的还原成分(CO、 HC、H2)与氧化成分(O2、NOx)保持化学当量 的比例来实现。
10.1.1催化裂化工艺
原油是复杂的烃类混合物，用蒸馏的方法可将 其分离为不同沸点的馏分，如汽油馏分、煤油 馏分、柴油馏分和减压馏分油等。但蒸馏法只 能得到15－20％的汽油，剩下的重质馏分油必 须在高温、高压下或催化剂存在的条件下将其 裂化，以进一步得到汽油等轻质油品。
按裂化过程是否应用催化剂或者加氢，可分 为热裂化、催化裂化和加氢裂化三类。热裂 化得到产品质量低，而加氢裂化的费用高， 故目前主要采用催化裂化加工。原油的催化 裂化已经成为世界工业上实现的最大规模的 催化过程，石油裂化催化剂也是催化剂生产 中数量最多的催化剂之一。
（3）稀土氢Y（REHY）型催化剂 （4）新型重油裂化催化剂Orbit-3000和 Comet-400 （5）金属钝化剂 1）、国外工业使用钝Ni剂的主要类型 2）、国内研制并工业使用钝Ni剂的主要类型
含沸石的裂化催化剂与无定形的硅铝裂化催 化剂相比较，虽然两者均含有质子酸，但是 沸石催化剂所含质子酸数量比硅铝催化剂约 多70倍，因而裂化活性更高，由稀土交换的 沸石制成的催化剂约为硅铝催化剂活性的100 倍由Ca、Mn交换的沸石制成的催化剂约为硅 铝催化剂活性的30倍，而且，稀土交换的沸 石催化剂稳定性更高。
沸石的晶体结构
10.1.3稀土催化裂化剂的研究和应用
稀土在催化剂中的功能一方面是通过建立强 的静电场使催化剂活化，并使表面的酸度适 合与形成碳鎓离子（正碳离子）中间体以利 于裂解为汽油等轻质产品；另一方面是保护 催化剂，免遭集聚的炭燃烧时被产生的高温 气流破坏。
首先, 稀土作为助催化材料可增强沸石催化 剂活性和热稳定性。其次, 催化剂用久失活 后须经过高温水热处理而再生, 以烧掉占据 沸石有效孔隙中越积越多的碳,稀土具有较好 的水热稳定性能, 对此过程有重要作用。另 外运用稀土沸石催化剂进行石油催化裂化, 具有原油处理量大、轻质油收率高、质量好、 活性高、生焦率低、催化剂损耗低、选择性 好等诸多优点。
汽车尾气的催化净化反应既包括CO、HC的氧 化、又包括NOx的还原。因此需要研制一种能 使两类反应同时进行的三元催化剂，为了达 到同时净化CO、HC、 NOx的目的，人们研制 了一种钇稳定的氧化锆传感器来精确调节控 制空燃比，使尾气中的氧的含量适宜并恒定， 以便同时净化三类有害气体。
10.2.2汽车尾气净化及稀土催化剂的 应用
国家 年份 CO ＨＣ NOx
西欧统一标准 1985 1975 日本 1983 瑞典 1989
10~35 2.1 24.2 0.25
2.6~8.2 0.75 2.1 0.25
wk.baidu.com
1~1.4 1.9 1.9 0.62
1983年9月14日中国也颁布了汽车尾气排放标准 车别 新生产车 在用车 进口车 CO% ≤5 ≤6 ≤4.5 HC% ≤0.25 ≤0.30 ≤0.10
现在中国实行的标准
汽车尾气中的有害成分主要有一氧化碳 （CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物 （NOx） CO对人的神经系统有严重的破坏作用，组织 人体血红蛋白向人体组织输送氧气，引起慢 性中毒。HC中含有多种致癌物质。NOx可能导 致呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症。在太 阳光的作用下，NO2分解产生的O和O2生成O3， 还进一步与烃类反应形成光化学二次污染， 对人类健康造成更大的伤害，同时，NOx还是 形成酸雨和引起气候变化的主要原因。
如La2O3在1-丁烯异构化反应中的催化作用： 1一丁烯的 烯丙基位臵上的H+被碱性点吸引，形成稳定的π-烯丙基负 离子中间物。
10.1.2催化裂化剂的发展
(1) 随着催化裂化工艺的发展，裂化催化也 在不断发展和改进，两者相辅相成。早期 使用的是天然白土催化剂，后发展为无定 形硅酸铝催化剂，20世纪60年代，沸石裂 化催化剂开发成功，使石油催化裂化走向 了沸石催化裂化的新阶段，随着沸石催化 剂的应用，稀土也作为一个组分引入到裂 化催化中。
（2）沸石催化裂化剂在工业上的应用在国外 经历了几个发展阶段。20世纪60－70年代中 期是沸石催化剂推广发展阶段，70年代中期 到80年代中期为继续改进和完善的阶段，80 年代中期，稀土在裂化催化剂中的用量达到 峰值。
沸石在裂化催化剂中是必不可少的活性组分。由于 采用的沸石类型的不同，沸石中含有的稀土量也不 同。沸石的基本构成单元是硅氧四面体和铝氧四面 体，再通过共有的顶点的氧原子连结成链状、环状、 层状或笼形骨架。
关于沸石催化剂的催化活性机理有三种观点： 1、由于催化剂中产生了质子酸的酸性中心 或非质子酸的酸性中心引起 2、多价阳离子在沸石中的不对称分布，是 沸石表面的多价阳离子和负电中心之间产生 静电场，静电场使吸附的烃类分子极化，而 具有较高的反应能力 3、由于沸石中的多价阳离子使结构羟基活 化，产生将强的质子酸中心。
（2）在大多数反应中，各稀土元素之间的催 化活性变化不大，最大不超过1∽2倍，尤其 是重稀土元素之间 ，几乎没有活性变化。这 和d型过渡元素完全不同，他们之间的活性有 时甚至相差几个数量级。
（3）稀土元素的催化活性基本上可以分为两 类：和4f轨道中的电子数（1∽14）相对应呈 单调变化，如加氢、脱氢、酮化学；和4f轨 道中电子的排布（1∽7，7∽14）相对应呈周 期变化，如氧化。 （4）含稀土的工业催化剂大多只含较少量的 稀土，一般只用作助催化剂或混合催化剂中 的次要成分。
1、氧化反应
2CO O2 2CO2 4HC 5O2 4CO2 2H 2O
2NO 2CO 2CO2 N 2 4HC 10NO 5N 2 4CO2 2H 2O
催化剂组成 活性组分、载体和助催化剂。 活性组分又叫主催化剂，是多组分催化剂 的主体，是必备的组分。 载体，是活性组分的分散剂、黏合物或支 撑体，是负载活性组分的骨架，它的主要作 用是提供孔结构和高表面积，增大催化剂的 强度。
六十年代后，对稀土元素（主要是氧化物） 的催化作用进行了广泛地研究，得到了一些 规律性的结果。总结起来就有如下的内容： （1）在稀土元素电子结构中，4f电子位于内 层，受5s及5p电子的屏蔽，而决定物质化学 性质的外层电子的排布又都相同，因此，和d 型过渡元素的催化作用相比没法有明显的独 特性，且活性都赶不上d型过渡元素。 Ln（La----Lu） ls22s22p63s23p63d104s24p64d104f0~145s25p6 5d0~16s2
（1）尾气净化原理 汽车排气中的CO、烃类(HC)及氮氧化物(NOx) 等是有害气体，通过改善内燃机燃烧技术及三效催 化剂排气处理系统的处理可净化这些有害气体。
开发三效催化剂时几乎研究了全部稀土氧化物 的催化性能，特别是通过添加氧化铈，显著地提高 了催化剂的性能。 在催化剂的作用下将尾气中的CO和HC等有害物 质氧化成CO2和H2O，并将NOx还原成N2
降低汽车尾气对环境污染的技术分为机内净 化和机外净化两大类，我们只对机外净化进 行介绍。到1985年，美国和日本车厂的新车 全部装有机外催化净化装臵，人们称它为催 化净化器或者催化转化器。 催化净化器中装有贵金属催化剂。但是由于 其价格昂贵限制了它的广泛应用，此外贵金 属催化剂易患铅中毒，汽车必须要使用无铅 汽油，为此人们希望寻找到一些价格低、性 能好、不含贵金属的催化剂作为代用品，稀 土便成为最受注意的代用品之一。
10.2 汽车尾气净化催化剂
10.2.1汽车尾气的排放状况及对空气 的污染
汽车的诞生和发展是现代文明和人类进 步的重要标志，但随着汽车数量的不断增加， 汽车尾气已经成为空气污染的主要来源之一， 对人类生存环境和身心健康构成严重威胁。
我国现状
据统计,最晚到2012年第一季度，中国私人 汽车拥有量将达到8650万辆，届时中国百户 家庭汽车拥有量将达到20辆，按照国际标准， 一个国家或者地区每百户汽车保有量达到20 万辆以上时，就认为进入了汽车社会。中国 全面进入汽车社会，且呈快速增长趋势。城 市汽车污染排放问题日益突出,已成为继城市 煤烟污染之后的又一主要污染源,所引起的大 气污染是一个不 容忽视的问题。
天然白土催化剂中性能最好的是酸处理膨润 土催化剂，其主要成分是蒙脱土，分子式是 4SiO2-Al2O3-H2O. 无定形硅铝酸裂化催化剂系由化工原料制的， 因此也叫合成硅铝酸催化剂，简称硅铝催化 剂，用SiO2-Al2O3催化剂表示。它比天然白 土催化剂含杂质少（Fe、Na等），有良好的 孔隙结构，裂化活性高，热稳定性好。
（1）稀土Y（REY）型沸石催化剂 1）、半合成REY沸石催化剂（得到的REY 型沸石还需要进一步加工，使之与担体，也 就是基体结合，才能获得合乎要求的裂化催 化剂。） 2）、全白土型REY催化剂
（2）超稳Y（USY）型沸石催化剂 1）、DASY超稳沸石及ZCM系列催化剂 2）、SRNY超稳沸石及CHZ催化剂 3）、RSADY超稳沸石及LCH催化剂 4）、REUSY沸石及CC-15催化剂 5)、化学脱铝高硅Y（NHSY）和LD-1催化剂
汽车尾气净化催化剂的发展概况 汽车尾气催化净化技术,是随着汽车排放 标准的日益严格而逐步发展起来的。1959年 在美国加州,首次颁布了控制汽车排放污染 物的立法,并于 1975年率先将净化催化剂应 用于汽车工业。上世纪60年代到70年代中期, 由于汽车排放法规中只要求控制CO和HC,出 现了“两效”催化剂, 即氧化型催化剂,该 催化剂的活性组分以贵金属铂或钯为主,将 尾气中的HC和CO同时氧化,从而降低了HC和 CO的污染物排放。
稀土元素显示的特征几乎都与其4f电子相 关。与催化剂有关的特征： （1）在基于4f层未成对电子引起的顺磁结构 而产生的邻-对位氢转位反应中，转移反应速 度常数与催化剂的磁能平方成正比，顺磁性 的Dy2O3，Er2O3的反应速度常数大，反磁性的 La2O3小。
（2）在伴随有反应物质间电子转移形成化学键的催 化反应中，由于稀土元素的4f电子受到外层电子很 强的遮蔽作用，加之外层电子排列情况又基本相似， 所以各稀土元素很难表现出各自的特点。
第10章 稀土催化剂材料
稀土元素的实际应用是从催化剂开始的。 1885年，C.A.V.Welsbach首先将含 99%ThO2+1%CeO2的硝酸溶液浸渍在石棉 上制成催化剂，用在汽灯罩制造工业中.稀土 氧化物特有的性质及其催化作用早已引起了 人们的关注，如稀土氧化物的顺磁性、晶格 氧的转移性、阳离子可变价以及表面碱性与 许多催化作用有本质的联系。
汽车尾气排放标准及治理技术
美国汽车尾气排放标准（限制）g/km
年份
1960 1970~1974 1975~1980 1981 1984
CO
84.0 39.0 7.0 3.4 0.46
HC
10.6 4.1 1.5 0.4 0.46
NOx
4.1 4.1 3.1 1.0 1.1
部分发达国家汽车尾气排放标准（限制） g/km