来源:中国科学院长春应用化学研究所
稀土元素以其独特的光学、电学和磁学性质而著称,其应用涵盖了从传统的冶金、石化到新兴的磁性、催化等高端功能材料领域。作为轻稀土资源丰富的国家,我国高度重视镧、铈等高丰度轻稀土元素的高值化利用。然而,当前我国在轻稀土相关产业链构建上尚存不足,先进技术应用水平相对较低,这导致了稀土资源利用的不充分和不均衡。轻稀土镧氧化物因具有高的水热稳定性和经济性,在能源转化催化工业化应用方面展现出极大的应用前景。作为代表的碳酸氧镧(LOC)是近年来的明星材料,被广泛用于石油裂解、甲烷转化、CO2加氢等领域。然而,在该类非可氧化还原氧化物表面引入缺陷位点用于反应物吸附和活化仍具挑战。中科院长春应化所稀土资源利用国家重点实验室团队开发了一种稀土掺杂策略,成功制备了系列高缺陷化的LOC载体。经评估,钕掺杂的Cu/LOC催化剂在CO2加氢中展现出优异的甲醇产率(9.9 molMA/h-1molCu-1),创造了稀土基催化材料新纪录,且领先于商业CuZnAl催化材料。该工作为惰性载体的表面缺陷化工程提供了新范例,推动了轻稀土催化材料在能源催化转化领域的应用,标志性成果:Synthesis of defect-rich La2O2CO3 supports for enhanced CO2-to-methanol conversion efficiency, Sci. Adv. 10, adr3332 (2024).