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稀土元素凭借独特的4f电子构型在非均相热催化中不可替代：非氧化还原活性的稀土（La3+、Y3+、Gd3+）主要作为结构促进剂；氧化还原活性的稀土（Ce3+/Ce4+、Pr3+/Pr4+等）通过可逆价态变化储放氧。其核心优势有二：一是通过SMSI锚定金属纳米颗粒，抑制高温烧结并调控界面电子结构；二是丰富的表面缺陷化学产生大量Ov，促进小分子活化和氢溢流，精确调控表面酸碱性。
本综述系统关联4f电子结构、价态稳定性与Ov形成能，建立稀土催化行为的预测性框架，将"稀土效应"从经验观察提升为机制化设计原则，聚焦2025年在制氢、脱氢、CO2加氢和生物质转化等碳中和技术方向的最新突破。
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