稀土是一組具有獨有特性的稀有元素，包括原子序數從57到71的15個鑭系稀土元素，加上電子結構和化學性質與其相近的鈧（Sc）和釔（Y），共17個元素，在催化反應中通常展現出獨特的性能與功效。中國稀土元素儲量豐富，2019年稀土儲量達4400萬噸，占全球稀土總量的1/3。稀土作為一種十分重要的在戰略資源，在能源、環保、生物、信息、人工智能等高新技術領域及傳統行業具有廣泛的用途。稀土在催化材料的用量較少，占比16%左右。其中，在催化劑領域用的做多的稀土元素為鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）。

稀土氧化物作為催化劑，特別是CeO2、La2O3等，已在許多重要的領域得到廣泛應用，如石油化工、機動車尾氣凈化、催化燃燒、燃料電池、制氫等。稀土催化劑材料按其組成大致可以分為稀土復合氧化物、稀土分子篩、稀土鈣鈦礦等。稀土元素在催化反應過程中通常會表現出獨特的性能，一般認為稀土催化材料能夠增加催化劑儲/放氧能力、提高復雜型金屬催化劑的分散度和穩定性等。在固體催化劑中，大多數稀土氧化物不是主活性組分，通常只是作為輔助組分在催化劑的活性上起協同作用，或者在某些特定性能方面起作用。

本文以稀土催化劑應用領域進行分類，總結了稀土催化劑在近年來的新研究進展，最后對稀土催化劑的發展進行了展望。

1 石油催化裂化稀土催化劑

催化裂化是在熱及催化劑作用下使重質油發生裂化反應，轉變為裂化氣、汽油和柴油等組分的過程。從19世紀末以來，催化裂化（Fluid catalytic cracking，FCC）技術已得到了飛速發展。大多數FCC催化劑的均是以Y型分子篩改性為基礎展開的。

稀土可以增加分子篩的熱穩定性和抗水熱性能，分子篩在實際應用過程中會遇到高溫水熱環境等苛刻條件，分子篩長期處于高溫水熱環境中，會發生脫鋁和結晶度下降現象，從而導致分子篩催化劑失活。如圖1所示，稀土離子與分子篩結合后，與骨架中的氧會形成配合物，抑制了骨架脫鋁現象，從而提高了分子篩的水熱穩定性。

圖1 稀土提高分子篩穩定性的作用機理（a）未引入稀土元素（b）引入稀土元素

在20世紀60年代，Plank 和 Rosinski通過研究發現用稀土交換的ReY分子篩與未交換的分子篩Y在結構穩定性方面有很大的差異，稀土的進入分子篩骨架增強的分子篩的穩定性。Li等人研究發現用稀土交換后的分子篩，結構坍塌溫度向高溫移動。Rabo也同樣研究發現稀土離子交換的分子篩，稀土以Re-OH團簇的形式存在于分子篩結構籠中，增強了分子篩結構的穩定性。大多數研究者認為稀土進入后分子篩骨架中，產生了與骨架鋁的靜電作用起到了穩定分子篩結構的作用, 分析認為稀土離子的加入增加了Y型分子篩脫鋁的活化勢壘，從而穩定了Y型分子篩的結構，如圖2所示。Wang等人通過紅外、拉曼光譜表征手段對鑭對Y分子篩的影響進行了研究，認為T-O(T為Si、Al原子)鍵受到 ([La(OH)n](3–n)+(n = 1, 2) 與La的極化作用的影響，T原子附近正電荷數量增加，使得T-O鍵穩定性增強，一些理論計算也驗證了這一觀點。于善青等人研究了稀土元素增強 Y型分子篩結構穩定性的機制，通過理化表征手段結合量子力學密度泛函計算方法，從理論上闡述了稀土增強分子篩穩定性的機制，認為稀土增強了骨架鋁和相鄰氧原子的作用力，有效穩定了分子篩骨架Al。Trigueiro等人通過差熱分析法對不同稀土元素改性NaY分子篩，發現重稀土和輕稀土均會增強分子篩的穩定性，并且發現分子篩的穩定性與稀土含量的數量有較好的相關性。

圖2 稀土加入Y分子篩后反應能壘示意圖

稀土可以改善分子篩催化劑的活性。稀土離子具有較強的極化作用，可以提高分子篩的B酸強度，有利于分子篩催化劑的催化活性。圖3可以看出隨著稀土元素離子半徑的增加，B酸數量增加。FCC催化劑中主要使用的分子篩是稀土改性Y型分子篩，稀土改性Y型分子篩對重質油加工有著重要的意義。陳玉玲等采用水熱法和化學法制備了稀土超穩RSADY分子篩，研究表明，適當引入稀土和進行超穩化Y型分子篩，可以增強分子篩的酸強度，提高催化劑活性，研究過程中發現控制稀土的摻入量可以調節B酸和L酸的比例。經過稀土改性后的分子篩增強了重油轉化能力，產品分布更好。孫書紅等人研究發現，隨著稀土含量的增加，催化活性明顯會提高，但是當稀土含量增加到一定含量時，產品的辛烷值會降低。這表明適量的稀土摻雜會提高催化活性，但是過量的稀土摻雜會影響產品的質量。

圖3 稀土離子半徑對分子篩Br?nsted酸性的影響

在催化裂化過程中，堿性、極性分子及多環芳烴和其他可導致結焦的有機物能與催化劑的酸位中心快速吸附，致使催化劑失活；另外，催化原料中的重金屬隨反應-汽提-再生過程不斷的在催化劑表面沉積，不同重金屬種類及重金屬沉積量使催化劑產生不可逆失活?？怪卸镜姆椒ê芏?，其中，在FCC催化劑制備過程中加入自由態的Re2O3，可以增加催化劑的抗中毒性能。在FCC裂化劑中，稀土可以有效的抑制水熱過程中的脫鋁，而且具有鈍化鎳的作用，延緩了催化劑的壽命。在FCC裂化劑中加入稀土，同樣可以起到抗釩的作用，根據酸堿作用原理，稀土本身具有一定的堿性，可與釩酸結合形成釩酸鹽，釩酸鹽在催化反應過程比較穩定，從而起到了鈍釩的作用，增強催化劑的抗釩性能。

稀土分子篩催化材料具有大的比表面積、規則的孔道結構和酸性等特點，被廣泛應用于催化裂解、烷基化、加氫裂化、異構化和芳構化等過程，其中催化裂解是石油化工中非常重要的過程。

2 稀土尾氣催化劑研究進展

在機動車尾氣凈化催化劑中，貴金屬作為主要活性組分有著不可替代的地位，但是從資源和經濟角度考慮，貴金屬卻有著資源匱乏且價格昂貴的缺點，如何在保持催化劑高效凈化效果的同時降低貴金屬用量成為汽車尾氣凈化催化劑的發展方向，在人們所考查的各種替代元素中，稀土元素由于其獨特的4f電子層結構而在化學反應過程中表現出良好的助催化性能與功效。

2.1 稀土材料用于汽油車尾氣凈化

隨著催化劑的廣泛應用，汽油車尾氣中碳氫（HC）的催化氧化已經成為目前研究的重點，目前在汽油車上的低溫起燃催化劑主要還是以貴金屬為主要活性組分的催化劑。研究主要集中在兩個方面：一是對傳統的貴金屬催化劑進行材料改性，添加稀土氧化物、酸性氧化物或者固態酸等；二是采用新的制備方法開發新型的高性能氧化催化劑，如貴金屬摻雜型催化劑等。在新型HC氧化催化劑中，稀土材料成為研究的重點，研究表明稀土材料與貴金屬結合后，會增加催化劑的表面氧促進催化活性。張禮等人采用以鈰鋯作為載體，發現負載1wt% Pt后催化劑的丙烷起燃溫度（T50）相比于未負載的鈰的樣品降低了60℃，表現出了優異的低溫催化性能。Carlsson等以甲烷和一氧化碳的催化燃燒反應為例研究了Pt/Al2O3和Pt/CeO2的低溫催化活性，如圖4所示，可以看出Pt/CeO2具有更加優異的催化活性。Hegde等人采用溶液燃燒法制備了Ce0.98Pd0.02O2催化材料，研究了對不同HC化合物的轉化溫度。發現這種催化劑對于丙烷催化氧化的T50為280℃，相比于傳統的Pt/Al2O3催化劑降低了近100℃，表現出了良好的低溫氧化活性。周仁賢等人研究了Pd/CeZrO催化材料中添加不同含量La對催化劑三效催化活性的影響，研究發現La的添加能搞提高催化劑的比表面、熱穩定性及儲放氧性能并發現適量的La可以提升催化劑的活性。

圖4 均相和非均相條件下及相同反應條件下Pt/Al2O3和Pt/CeO2催化氧化CO活性圖

另外在汽油車中NOx的去除也很重要，需要在尾氣系統中加裝Rh的催化劑進行NOx的選擇性催化還原。Kawabata等人研究比較了不同稀土復合氧化物負載Rh催化劑的NOx還原能力，發現Zr–La–O作為載體負載Rh的催化劑活性較好，La改性ZrO2作為載體使得反應過程中發生蒸汽重整產氫，保護了活性中Rh。Fajardie等人通過研究Rh/CeO2-ZrO2催化劑，提出了該類型催化劑的反應機理，認為Rex+也會作為活性位參與反應。除了貴金屬外，過渡金屬-稀土基催化劑以及稀土鈣鈦礦型催化劑也被廣泛研究用于NO+CO反應。盧冠中等人研究了Ce加入Cu基雙組分催化劑（Cu-Fe-O、Cu-Mn-O等）對NO+CO反應的催化活性和中間產物N2O生成的影響，表明Ce加入后催化劑的催化性能得到明顯的改善。Sorenson等人利用LaCoO3復合鈣鈦礦用于CO+NO反應，發現在高濃度CO條件下對NO具有較高的去除效率。Wu等人對含Cu的鈣鈦礦型復合氧化物進行改性，制備出含La基鈣鈦礦催化劑，發現摻雜后催化劑中活性氧含量及氧化還原性能發現了變化，提出氧空穴增強NO吸附，促進了催化劑的催化活性。

2.2 稀土材料用于柴油車尾氣凈化

在SCR催化劑方面，早期的報道中，CeO2主要是作為助劑或第二活性組分引入催化劑體系，隨著研究的逐步深入，研究人員發現Ce基氧化物對SCR反應也有很好的催化活性，開展了一系列的研究。Gao等人采用不同的制備方法得到不同分散狀態的CeO2/TiO2催化劑，研究發現高分散的CeO2及其與TiO2的強相互作用對催化劑的活性至關重要，因此采用不同方法制備的催化劑表現出不同的催化活性。Shan等人也得出相似的結果，證明了CeO2的高分散型對于CeO2/TiO2材料的活性有較明顯的關聯，Ce-TiO2的相互作用有助于抑制銳鈦礦TiO2微晶的生長，使得CeO2在TiO2表面保持高分散性，從而提高了催化劑的SCR催化活性。近年來，具有微孔結構的分子篩催化劑（Cu-CHA/AEI）處理柴油車NOx尾氣具有較好的性能，但是由于柴油車尾氣含有大量的水蒸氣，長期運行分子篩會脫鋁，研究者發現摻雜稀土元素增強可以催化劑的水熱穩定性(如圖5)。

圖5 稀土摻雜改性Cu-SAPO-18作用機理

另外，稀土能夠提高催化劑的高溫熱穩定性。Casanova等人研究表明稀土負載到Ti-W-Si表面，發現稀土能夠抑制TiO2的金紅石相轉向銳鈦型的轉變使得催化劑表面穩定，從而提高了催化劑的高溫熱穩定性。

雖然研究很多，但是對于尾氣治理應用方面，稀土催化材料應用仍然不多，還處于研發初期，稀土催化材料在尾氣治理方面有很大的提升空間。

3 燃料電池催化材料

燃料電池是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應，把燃料中的化學能轉化成電能的的裝置。

由于稀土復合氧化物可以表現出豐富的離子導電性和電子導電性，經常被用于固態氧化物燃料電池（SOFC）。構成SOFC的關鍵部件主要有電解質、陰極、陽極和雙級板或鏈接材料等，稀土在其中各個部分，均發揮著重要作用。

劉美林等人通過稀土Y和Yb摻雜BaCeO3-Ba-ZrO3得到了一種新的鈣鈦礦型混合離子導體BaZr0.1Ce0.7Y0.1O3，研究了Ni/BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3陰極以碳氫化合物為燃料時積碳和耐硫化行為，結果該陽極表現出非常好的抗積碳和耐硫毒化能力。當Ni和CeO2構成陽極時，CeO2能夠顯著抑制Ni的硫毒化作用，表明CeO2是一種有效的硫物種的吸附劑。Gd3+、Sm3+與Ce3+離子半徑相近，所以當用Gd或Sm摻雜CeO2后能得到較高的電導率，同時在陽極中氧空穴的增加有利于提高陽極耐硫毒化性能。

稀土也被用于熔融碳酸鹽燃料電池電極材料，熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）的電解質有Li2CO3和K2CO3組成，工作溫度在650℃左右。長期在高溫下運行會導致電解質損失，造成電池失效、電極板腐蝕。程謨杰等人用半導體摻雜法將LiCoO2陰極摻雜了La和Ce等稀土元素，研究發現該摻雜后的陰極性能要優于傳統NiO陰極，電導率也大幅提升。另外稀土元素的摻雜可以有效提高電極的抗蠕變能力。Jung-Ho Wee等人在MCFC的陽極電極Ni-Cr中添加少量的Ce后，發現在溫度為500-600℃時，其抗燒結性能優于未加Ce的電極。鈰的添加改變了電極的延展性或柔軟性，因而提高了電極在高溫下操作時的抗蠕變性能。

稀土也被用于質子交換膜燃料電池陽極催化材料中，質子交換膜燃料電池（PEMFC）通常采用氫氣和氧氣（空氣）作為反應氣體，其電池反應生產產物是水，陽極反應為氫的電催化氧化反應，陰極為氧的電催化還原反應。為了提高電化學反應的速率，氣體擴散電極上都需要擔載一定量的催化劑，一般選用催化活性較高的Pt作為電催化劑。但是由于Pt價格昂貴、且一些反應產物會吸附到Pt活性位點從而毒化催化劑，限制了其規?；瘧?。稀土元素作為第二、第三摻雜組分被廣泛研究，研究表明摻入廉價的稀土化合物，同時可以提高催化劑的活性和抗中毒性能。另外，廉價的稀土化合物摻雜催化劑，使得貴金屬用量降低，降低了催化劑的生產成本。

稀土元素獨特的物理化學性能，越來越多地被引入燃料電池研發領域，其在燃料電池地電解質、陰極、陽極和雙級板等關鍵部件起著舉足輕重地作用。盡管國家在大舉推廣燃料電池，但是距離產業化還是有很長地路要走。

4 催化燃燒材料

空氣治理受到各方關注，解決我國大氣污染問題刻不容緩。催化燃燒技術在揮發性有機化合物去除方面得到了廣泛的應用。稀土氧化物在單獨作為催化氧化催化劑時活性并不突出，但是在與貴金屬和過渡金屬混合作用作為助劑時，能夠產生很好的協同作用。發現在摻雜稀土元素后，催化劑的儲氧和放氧能力提升、晶格氧的流動性和熱穩定性均增強。在金屬氧化物加入少量的稀土元素后，可以明顯的改變催化劑的表面結構、改變表面陽離子和氧離子的配位狀態以及表面復合活性中心的數目和種類、改變體相微結構、增加結構缺陷以及改變催化劑的電子狀態，從而影響催化劑的活性。

催化燃燒主要用作環保處理技術，開發低溫高活性、高溫熱穩定性、機械強度高、抗熱沖擊及中毒的廉價催化劑的是催化燃燒研究的總體方向。催化燃燒處理VOC常用的催化劑主要有貴金屬催化劑和金屬氧化物催化劑。其中，貴金屬催化劑以其優異的催化活性在VOC催化燃燒中得到廣泛的研究和應用，但是貴金屬催化劑價格昂貴、資源缺乏其容易中毒，近年來開發低溫高活性、高溫穩定性且抗中毒能力強的非貴金屬催化劑成為研究的熱點和重要方向。Yang等人采用CeO2摻雜到Cu/TiO2催化劑中，發現Ce氧化物的摻雜提高了活性組分CuO在載體上的分散度，從而提高了該催化劑催化氧化乙酸乙酯的活性。姜澤宇等人通過EuOx摻雜Pt/CeO2進行甲苯催化氧化燃燒研究，2.5at%含量的EuOx摻雜提高了催化劑的低溫活性，EuOx與催化劑的協同作用增強了催化劑的氧化還原能力，增強了催化劑材料表面的晶格氧及Ce3+的含量，并顯著提升了催化劑表面活性組分的分散度。王帥對使用La、Ce作為助劑，與過渡金屬Mn進行摻雜，并將其負載到不同的載體上，制備得到低溫催化氧化甲苯活性好、機械性能及熱穩定性較好的復合型催化劑。

催化燃燒面臨的挑戰是如何解決低的起燃溫度和高的熱穩定性這一矛盾，稀土催化燃燒材料的應用可能會推動這一矛盾的解決。稀土及活性組分在特點的結構中結合，會使活性組分在高溫下具有較好的穩定性。大量的研究發現，稀土的摻雜使得催化劑的起活溫度降低。但是，盡管進行了大量的研究，仍然對稀土催化燃燒材料的設計、制備及反應機理等諸多科學問題沒有明確。因此對于稀土催化燃燒材料還需更加系統的研究。一個大的研究方向就是開發出低溫活性好且高溫穩定性好的多功能稀土催化燃燒材料。

5 制氫催化材料

氫能被認為是未來很有希望的能源之一，自然界中氫的主要以化合態存在于水和有機物中，大氣中自由態的氫極少，因此人們需要采用有效的方法將氫提取出來。目前制氫技術主要有水電解制氫工藝、光催化分解水制氫工藝、化石原料制氫工藝等。石化能源制氫工藝約占氫氣總產量的95%，生產成本較低，是人類獲得氫氣的主要來源之一。

針對傳統石化能源制氫催化劑長期使用，存在穩定性差、高溫易燒結、積碳失活等問題，近年來科研人員通過添加少量的稀土金屬氧化物作為助劑對催化劑進行改性，提高催化劑的穩定性和選擇性，使得活性組分在催化劑表面的分散度及抗積碳性能明顯提高。崔梅生等人研究了La、Ce、Nd、Y元素摻雜對Ni-Al烷烴分解制氫催化劑性能的研究，比較未摻雜的Ni-Al催化劑，稀土摻雜催化劑的使用壽命變長，提高了穩定性。稀土氧化物CeO2，在乙醇重整制氫反應催化劑中也有頗多的研究和應用價值。CeO2載體具有獨特氧化還原性能和豐富的酸堿性，有利于乙醇的分解、促進水煤氣轉化反應，提高催化劑氫氣選擇性和催化劑的穩定性。Singhania等人通過檸檬酸輔助溶膠-凝膠法制備了高比表面積稀土（RE=La，Pr，Nd）金屬摻雜CeO2納米催化劑用于用于熱化學水裂硫碘循環的碘化氫分解制氫反應，如圖6可以看出TEM上可以看出摻雜稀土元素后，催化劑粒徑越來越小，反應結果顯示出稀土摻雜CeO2催化劑表現出優異的制氫性能。

圖6 稀土金屬((La, Pr, Nd))摻雜CeO2納米催化碘化鉀制氫反應過程

表格1 不同載體(CeO2、Al2O3、TiO2、MgO)負載Ni催化劑在不同溫度下的制氫性能

表1列出CeO2、Al2O3、TiO2、MgO作為載體負載Ni催化劑在不同溫度的反應性能。從表可以看出，Ni/CeO2催化劑在較低溫（350℃）表現出較好的性能，H2的選擇達到了64.61%，而且副產物產生量較少，當溫度在500℃時，反應氫氣的選擇性到達90.45%，轉化率為所有載體中較高，副產物含量低。說明CeO2作為載體與Ni產生協同作用，使催化劑的H2轉化率和氫氣選擇性均提升。

雖然從化石能源制氫現有工藝成熟，生產成本也比較低，但是資源有限不可再生，而且在制氫過程中會排放溫室氣體對環境再次二次污染。那么可再生能源制氫成為解決能源危機和環境問題的重要途經。其中光催化劑制氫是一個既環保又經濟的方式，近年來有關光催化劑的研究成為熱點。傳統的光水解主要是圍繞半導體氧化物（TiO2）及其表面修飾改性展開研究，但是由于存在量子率低、太陽能利用率低、光催化劑的負載要求嚴苛等原因限制了其在工藝生產領域的廣泛應用。由于稀土元素特殊的理化性質，通過稀土元素對TiO2進行修飾摻雜研究也越來越多。Peng等人機械混合法制備了一系列稀土摻雜復合Pt/RE/TiO2CdS（RE=La3+、Eu3+、Er3+、Gd3+）和TiO2CdS光催化劑，摻雜稀土使得GdS與TiO2導帶間的能量差變小，禁帶寬度變窄，增強了催化劑的光催化性能（如圖7所示）。

圖7 稀土摻雜對復合光催化劑導帶電位和電子轉移影響的示意圖

彭等人將Gd3+摻雜到納米TiO2中，發現Gd3+摻入阻止了TiO2由銳鈦礦向金紅石相的轉變，抑制了粒徑的生長從而使得電子、空穴對的分離效果提高。研究者也發現，適量的La摻雜同樣可以提高光催化劑制氫的活性[78]。稀土摻雜對薄膜TiO2提高，主要是摻雜原子引起了TiO2表面結構的變化，引起了催化劑電荷的不平衡，吸附了較多了OH-，表面OH-與光生空穴反應，生成活性羥基，從而使光生電子和空穴有效地分離，又可生成較多的活性羥基參與光催化氧化反應。另外，稀土元素與其他金屬元素的共摻雜提高催化劑的光催化活性，也引起了廣泛的關注，Yang等人采用溶膠-凝膠法制備了Fe3+和Eu3+共摻雜的納米TiO2光催化劑，研究發現共摻雜使得催化劑活性顯著提高。孫等人以靜電紡絲技術制備的稀土Nd3+摻雜TiO2納米纖維為基質,結合水熱法制備了Bi/Nd3+:TiO2復合納米纖維光催化劑，Bi修飾后對TiO2進行雙重修飾改性,有效提高了TiO2的光催化活性和穩定性。另外，光催化不僅在制氫工藝得到廣泛研究，在污染物降解方面得到廣泛應用，稀土材料的摻雜拓寬了TiO2的光吸收區，為光催化劑空氣凈化在室內弱光和可見光條件下的有效應用提供了廣闊的空間。

6 其他催化材料

稀土除了前面章節介紹的應用方面，在催化凈化方面也有較好的效率。催化濕法氧化處理生物難降解有機物質，利用OH-自由基原理破壞廢水中的有機物，將有機物分解成無毒、無害的物質，達到凈化廢水的目的。崔娜等人采用催化氧化處理高含量、難降解的磷霉素鈉和黃連素制藥混合廢液，考察了Mn及稀土Ce協同Cu基催化劑催化反應效率，研究發現Ce的摻入對催化劑的催化氧化性能明顯提升。Imamura等人采用共沉淀、煅燒的方法制得的Mn-Ce復合催化劑，對處理難降解廢水有顯著效果，其催化效果優于可溶性銅鹽與其他氧化物的復合催化劑，分析認為Ce的加入促使Mn3+、Mn2+低價錳的形成，有助于電子的轉移，從而促進了催化反應的進行。另外，非均相Fenton體系中體檢稀土與其他金屬結合，同樣可以進一步提高催化劑的活性。鄭展望制備了Fe-Cu-Mn-Y復合催化劑并負載在Na-Y分子篩上，通過稀土Y與其他金屬元素的協同作用提高了H2O2催化氧化處理廢水的能力。

7 總結

催化技術在能源生產、利用和污染治理等方面發揮了關鍵作用。催化技術是現代化工發展的基礎，而催化材料是催化技術的核心，那么催化材料在化學工業中的應用對發展農業、工業、提高人們的生活水平，都起著巨大的作用。因此，催化材料的研究越來越重要，隨著催化技術的發展，對催化材料的要求也越來越高，稀土元素受鑭系收縮的影響和4f電子作用，在化學反應過程中表現出獨特的催化性能，在一些催化反應中發揮著獨特的性能。盡管稀土金屬在石油化工、環境凈化等領域取得長足的應用，但是稀土金屬在催化裂化、汽車尾氣等領域之外的應用仍然較少，從研究投入、研究深度及廣度等方面仍然存在不足。稀土在催化領域的研究仍然處于初級階段，對反應機理的探究還非常有限，相關開發產品未得到大規模應用。從本文調研的文獻來看，稀土在環境凈化領域有很大的前景，隨著不斷地研究、挖掘稀土在環境治理中地作用、機理及功能，在環境領域將會有新的作為，為我國的經濟社會可持續發展提供重要保障。

當然稀土催化材料還存在許多挑戰，讓稀土這種特殊性質的材料在催化領域發揮更大的作用，尤其在國家對環保要求越來越嚴格，稀土環保催化劑及一些國家重要領域的產品催化劑的開發研究應該得到重視。另外應該對以下幾個方面進行研究：(1)深入地探究稀土在催化反應過程中的作用機理，研究稀土在什么化學反應條件下會發揮催化作用。（2）稀土與其他活性物種的作用機理需要深入研究，這樣能指導催化劑改性提高催化性能。（3）隨著納米技術、單原子催化的發展，應該通過現代表征技術在分子、原子層面研究分析其催化作用。（4）要關注新領域，設計和開發高活性特殊結構和功能的稀土材料催化劑，探索在其他催化領域的應用。

來源：《中國稀土學報》，網絡首發日期： 2021年3月

作者：韓帥，胡海強，任靖等