稀土材料在能源環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用ppt課件

1、稀土催化資料在能源環(huán)境領(lǐng)域中的運(yùn)用稀土催化資料在能源環(huán)境領(lǐng)域中的運(yùn)用博士生博士生: : 周帥林周帥林導(dǎo)師導(dǎo)師: : 王樹(shù)東王樹(shù)東18/5, 201918/5, 2019Seminar IIchemj化學(xué)家，為化學(xué)找個(gè)家打造效力-交流-資源三位一體化化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)論壇報(bào)告內(nèi)容報(bào)告內(nèi)容 稀土資源的重要性及我國(guó)目前對(duì)稀土資源利用的特點(diǎn)稀土資源的重要性及我國(guó)目前對(duì)稀土資源利用的特點(diǎn) 稀土資源在能源環(huán)境中的運(yùn)用領(lǐng)域稀土資源在能源環(huán)境中的運(yùn)用領(lǐng)域 稀土資源在能源環(huán)境領(lǐng)域中運(yùn)用的研討方向稀土資源在能源環(huán)境領(lǐng)域中運(yùn)用的研討方向 展望展望稀土發(fā)光資料稀土發(fā)光資料稀土磁性資料、釹鐵硼磁性資料稀土磁性資料、釹鐵硼磁性

2、資料稀土催化劑稀土催化劑 稀土貯氫資料稀土貯氫資料稀土玻璃陶瓷資料、稀土拋光粉稀土玻璃陶瓷資料、稀土拋光粉稀土陰極發(fā)射資料、稀土發(fā)熱資料稀土陰極發(fā)射資料、稀土發(fā)熱資料稀土超導(dǎo)資料稀土超導(dǎo)資料稀土農(nóng)用資料、稀土農(nóng)用轉(zhuǎn)光膜資料稀土農(nóng)用資料、稀土農(nóng)用轉(zhuǎn)光膜資料稀土運(yùn)用產(chǎn)品，稀土鋁導(dǎo)線、稀土光亮銅桿及帶材、稀土鋅鋁合稀土運(yùn)用產(chǎn)品，稀土鋁導(dǎo)線、稀土光亮銅桿及帶材、稀土鋅鋁合金鍍鋼絞線金鍍鋼絞線稀土是一種非常重要的戰(zhàn)略資源稀土是一種非常重要的戰(zhàn)略資源稀土元素稀土元素輕稀土：鑭輕稀土：鑭La、鈰、鈰Ce、鐠、鐠Pr、釹、釹Nd、钷钷Pm、釤、釤Sm、銪、銪Eu、鈧、鈧Sc、釔、釔Y重稀土：釓重稀土：釓Gd、

3、鋱、鋱Tb、鏑、鏑Dy、鈥、鈥Ho、鉺鉺Er、銩、銩Tm,、鐿、鐿Yb、镥、镥Lu我國(guó)稀土資源利用的特點(diǎn)我國(guó)稀土資源利用的特點(diǎn) 我國(guó)稀土礦以輕稀土組分為主我國(guó)稀土礦以輕稀土組分為主,其中鑭、鈰等組分約占其中鑭、鈰等組分約占60%以上。隨著我國(guó)稀土永磁資料、稀土發(fā)光資料、稀以上。隨著我國(guó)稀土永磁資料、稀土發(fā)光資料、稀土拋光粉、稀土在冶金工業(yè)中等運(yùn)用領(lǐng)域逐年擴(kuò)展土拋光粉、稀土在冶金工業(yè)中等運(yùn)用領(lǐng)域逐年擴(kuò)展,國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)中重稀土的需求量也快速添加。呵斥了高豐度的市場(chǎng)對(duì)中重稀土的需求量也快速添加。呵斥了高豐度的鈰、鑭、鐠等輕稀土的大量積壓鈰、鑭、鐠等輕稀土的大量積壓,導(dǎo)致我國(guó)稀土資源的開(kāi)導(dǎo)致我國(guó)稀土

4、資源的開(kāi)采和運(yùn)用之間存在著嚴(yán)重的不平衡。采和運(yùn)用之間存在著嚴(yán)重的不平衡。 在整個(gè)稀土用量中，稀土催化資料所占的比率最大，其中僅汽車(chē)尾氣凈化催化劑的運(yùn)用，美國(guó)年的稀土用量就高達(dá)噸，占總用量的*來(lái)源于來(lái)源于 Roskill Information Services Ltd. The Economics of Rare Earth and Yttrium (Eleventh Edition) 2019.8:60140 London消費(fèi)量消費(fèi)量消費(fèi)量消費(fèi)量催化劑催化劑950055.4200010.4玻璃和陶瓷玻璃和陶瓷175010.2200010.4拋光粉拋光粉200011.7200010.4冶金冶金

5、175010.2550028.6永磁體永磁體15008.7350018.2熒光粉熒光粉5002.910005.2其他其他1500.9320016.7總計(jì)總計(jì)1715019200應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域美國(guó)美國(guó)中國(guó)中國(guó)表表1 2000年中美稀土消費(fèi)對(duì)比噸年中美稀土消費(fèi)對(duì)比噸 研討發(fā)現(xiàn),輕稀土元素由于其獨(dú)特的4f電子層構(gòu)造和鑭系收縮的特征 ,使其在化學(xué)反響過(guò)程中表現(xiàn)出良好的助催化性能與效果。因此,將輕稀土用作催化資料是一條很好的稀土資源綜合利用出路。 結(jié)合國(guó)家能源構(gòu)造調(diào)整和開(kāi)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇，應(yīng)圍繞大氣污染的防止和治理這條主線，以清潔油品的消費(fèi)，清潔能源的開(kāi)發(fā)，化石燃料的高效和超低污染的運(yùn)用以及對(duì)在能源耗

6、費(fèi)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣的凈化為運(yùn)用背景大力開(kāi)發(fā)稀土在催化資料領(lǐng)域中的運(yùn)用。稀土催化資料在能源環(huán)境領(lǐng)域中的運(yùn)用 稀土催化資料在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化中的運(yùn)用稀土催化資料在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化中的運(yùn)用 稀土催化資料在工業(yè)廢氣和人居環(huán)境凈化中的運(yùn)用稀土催化資料在工業(yè)廢氣和人居環(huán)境凈化中的運(yùn)用 稀土催化資料在催化熄滅中的運(yùn)用稀土催化資料在催化熄滅中的運(yùn)用 稀土催化資料在燃料電池中的運(yùn)用稀土催化資料在燃料電池中的運(yùn)用 稀土催化資料在重整氫源中的運(yùn)用稀土催化資料在重整氫源中的運(yùn)用來(lái)源于來(lái)源于 ， 稀土信息，稀土信息， 20192019，2 2來(lái)源于來(lái)源于 ，中國(guó)根底學(xué)科，中國(guó)根底學(xué)科. .科學(xué)前沿科學(xué)前沿稀土催化資料在機(jī)動(dòng)

7、車(chē)尾氣凈化中的運(yùn)用機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化催化劑目前需求處理的難點(diǎn)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化催化劑目前需求處理的難點(diǎn) 拓寬的拓寬的A/FA/F任務(wù)范圍，特別在富氧條件下提高對(duì)任務(wù)范圍，特別在富氧條件下提高對(duì)NOxNOx復(fù)原的選擇性復(fù)原的選擇性 降低起燃點(diǎn)溫度，減少冷啟動(dòng)污染排放，提高催化降低起燃點(diǎn)溫度，減少冷啟動(dòng)污染排放，提高催化劑的耐久性和高溫穩(wěn)定性劑的耐久性和高溫穩(wěn)定性 減少催化劑中貴金屬含量減少催化劑中貴金屬含量 加強(qiáng)催化劑對(duì)高硫燃油的順應(yīng)性能加強(qiáng)催化劑對(duì)高硫燃油的順應(yīng)性能稀土催化資料在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化中的運(yùn)用 儲(chǔ)放氧作用 提高催化劑的活性 部分或完全替代貴金屬 提高分散層的熱穩(wěn)定性 改善金屬載體的熱穩(wěn)定性和機(jī)

8、械強(qiáng)度來(lái)源于來(lái)源于 ， 精細(xì)與公用化學(xué)品，精細(xì)與公用化學(xué)品， 2000 2000年年第第1212期期來(lái)源于來(lái)源于 ， Journal of the Chinese Rare Journal of the Chinese Rare Earth Society, Vol.21, Dec., 2019Earth Society, Vol.21, Dec., 2019稀土催化資料在工業(yè)廢氣和人居環(huán)境凈化中的運(yùn)用稀土催化資料在工業(yè)廢氣和人居環(huán)境凈化中的運(yùn)用工業(yè)工業(yè)VOCsVOCs大分子有機(jī)污染物多環(huán)芳烴、酯類(lèi)、大分子有機(jī)污染物多環(huán)芳烴、酯類(lèi)、醇類(lèi)和鹵代烴產(chǎn)生空間位阻，使常規(guī)催醇類(lèi)和鹵代烴產(chǎn)生空間位阻，使

9、常規(guī)催化資料難以進(jìn)展有效的吸附和氧化反響化資料難以進(jìn)展有效的吸附和氧化反響 熱穩(wěn)定性差，高溫反響引起活性相的燒熱穩(wěn)定性差，高溫反響引起活性相的燒結(jié)和失活結(jié)和失活 硫、氯等容易引起催化劑中毒硫、氯等容易引起催化劑中毒 催化劑活性低，起燃溫度高，凈化過(guò)程催化劑活性低，起燃溫度高，凈化過(guò)程能耗高能耗高稀土催化資料在工業(yè)廢氣和人居環(huán)境凈化中的運(yùn)用稀土催化資料在工業(yè)廢氣和人居環(huán)境凈化中的運(yùn)用煙氣脫硫脫氮煙氣脫硫脫氮室內(nèi)空氣污染物室內(nèi)空氣污染物 :TiO2,387nm:TiO2,387nm獨(dú)特的吸附和獨(dú)特的吸附和催化性能催化性能稀土催化資料在催化熄滅中的運(yùn)用稀土催化資料在催化熄滅中的運(yùn)用 天然氣催化熄滅天

10、然氣催化熄滅 低的起燃溫度低的起燃溫度催化劑擁有大的比外表積和高的熱穩(wěn)定催化劑擁有大的比外表積和高的熱穩(wěn)定性性對(duì)熱沖擊不敏感對(duì)熱沖擊不敏感在高溫在高溫13001300下長(zhǎng)時(shí)間操作下長(zhǎng)時(shí)間操作 城市煤氣催化熄滅城市煤氣催化熄滅 液化石油氣催化熄滅液化石油氣催化熄滅 煤的助催化熄滅煤的助催化熄滅 水泥消費(fèi)和汽油機(jī)熄滅室的催化熄滅水泥消費(fèi)和汽油機(jī)熄滅室的催化熄滅 先進(jìn)的陽(yáng)極催化資料先進(jìn)的陽(yáng)極催化資料 提高陽(yáng)極資料的催化活性，處理各種不同燃料提高陽(yáng)極資料的催化活性，處理各種不同燃料的適用性的適用性 先進(jìn)的陰極催化資料先進(jìn)的陰極催化資料 研制新的鈣鈦礦資料，減小中溫條件下陰極極研制新的鈣鈦礦資料，減小中

11、溫條件下陰極極化過(guò)電位化過(guò)電位 納米電解質(zhì)資料納米電解質(zhì)資料稀土催化資料在固體氧化物燃料電池中的運(yùn)用稀土催化資料在固體氧化物燃料電池中的運(yùn)用稀土催化資料在重整氫源中的運(yùn)用稀土催化資料在重整氫源中的運(yùn)用ReformingWater Gas ShiftPreferential OxidationCombustion Activity Selectivity Morderate temperature Stability Wide temperature Resistance to O2 Activity Selectivity Stability*來(lái)源于來(lái)源于 Tomoyuki Inui, Catalysis, 2019, 16:133稀土元素稀土元素4f電子電子組成組成-構(gòu)造構(gòu)造-性能性能儲(chǔ)儲(chǔ)/放氧資料放氧資料外表反響機(jī)理外表反響機(jī)理稀土催化反響工程稀土催化反響工程制備化學(xué)制備化學(xué)展 望 針對(duì)能源和環(huán)保領(lǐng)域的特點(diǎn)，開(kāi)展