După cum știm cu toții, mineralele pământurilor rare din China sunt compuse în principal din componente ușoare de pământuri rare, dintre care lantanul și ceriul reprezintă mai mult de 60%. Odată cu extinderea materialelor cu magnet permanenți cu pământuri rare, materiale luminiscente cu pământuri rare, pulbere de lustruit pământuri rare și pământuri rare în industria metalurgică din China an de an, cererea de pământuri rare medii și grele pe piața internă crește, de asemenea, rapid. Aceasta a cauzat un număr mare de pământuri rare ușoare cu abundență mare, cum ar fi Ce, La și Pr, ceea ce duce la un dezechilibru grav între exploatarea și aplicarea resurselor de pământuri rare în China. S-a descoperit că elementele ușoare de pământuri rare prezintă performanțe catalitice bune și eficacitate în procesul de reacție chimică datorită structurii lor unice de înveliș de electroni 4f. Prin urmare, utilizarea pământului rar ușor ca material catalitic este o modalitate bună de utilizare completă a resurselor pământurilor rare. Catalizatorul este un fel de substanță care poate accelera reacția chimică și nu este consumată înainte și după reacție. Consolidarea cercetării de bază a catalizei pământurilor rare poate nu numai să îmbunătățească eficiența producției, ci și să economisească resurse și energie și să reducă poluarea mediului, ceea ce este în conformitate cu direcția strategică a dezvoltării durabile.
De ce elementele pământurilor rare au activitate catalitică?
Elementele pământurilor rare au o structură electronică exterioară specială (4f), care acționează ca atomul central al complexului și are diverse numere de coordonare cuprinse între 6 și 12. Variabilitatea numărului de coordonare al elementelor pământurilor rare determină că acestea au „valență reziduală” . Deoarece 4f are șapte orbitali de electroni de valență de rezervă cu capacitate de legare, joacă un rol de „legătură chimică de rezervă” sau „valență reziduală”. Această abilitate este necesară pentru un catalizator formal. Prin urmare, elementele pământurilor rare nu numai că au activitate catalitică, dar pot fi utilizate și ca aditivi sau cocatalizatori pentru a îmbunătăți performanța catalitică a catalizatorilor, în special capacitatea anti-îmbătrânire și capacitatea anti-otrăvire.
În prezent, rolul oxidului de nano ceriu și al oxidului de nano lantan în tratarea eșapamentului auto a devenit un nou obiectiv.
Componentele dăunătoare din evacuarea automobilelor includ în principal CO, HC și NOx. Pământul rar utilizat în catalizatorul de purificare a eșapamentului auto este în principal un amestec de oxid de ceriu, oxid de praseodim și oxid de lantan. Catalizatorul de purificare a eșapamentului auto cu pământuri rare este compus din oxizi complecși de pământuri rare și cobalt, mangan și plumb. Este un fel de catalizator ternar cu perovskit, tip și structură spinel, în care oxidul de ceriu este componenta cheie. Datorită caracteristicilor redox ale oxidului de ceriu, componentele gazelor de eșapament pot fi controlate eficient.
Catalizatorul de purificare a gazelor de evacuare a autovehiculelor este compus în principal din suport ceramic (sau metal) în fagure și acoperire activată la suprafață. Acoperirea activată este compusă din γ-Al2O3 cu suprafață mare, cantitate adecvată de oxid pentru stabilizarea suprafeței și metal activ catalitic dispersat în acoperire. Pentru a reduce consumul de pt și RH scumpe, crește consumul de Pd mai ieftin și reduce costul catalizatorului, Pe premisa de a nu reduce performanța catalizatorului de purificare a gazelor de evacuare a automobilelor, o anumită cantitate de CeO2 și La2O3 sunt adăugate în mod obișnuit în acoperire de activare a catalizatorului ternar Pt-Pd-Rh utilizat în mod obișnuit pentru a forma un catalizator ternar de metal prețios de pământ rar cu un catalitic excelent efect. La2O3(UG-La01) și CeO2 au fost utilizate ca promotori pentru a îmbunătăți performanța catalizatorilor de metale nobile suportate de γ-Al2O3. Conform cercetărilor, CeO2, mecanismul principal al La2O3 în catalizatorii de metale nobile este următorul:
1. îmbunătățirea activității catalitice a acoperirii active prin adăugarea de CeO2 pentru a menține particulele de metal prețios dispersate în acoperirea activă, astfel încât să se evite reducerea punctelor rețelei catalitice și deteriorarea activității cauzate de sinterizare. Adăugarea de CeO2(UG-Ce01) în Pt/γ-Al2O3 se poate dispersa pe γ-Al2O3 într-un singur strat (cantitatea maximă de dispersie într-un singur strat este de 0,035 g CeO2/g γ-Al2O3), ceea ce modifică proprietățile de suprafață ale γ -Al2O3 și îmbunătățește gradul de dispersie al Pt. Când conținutul de CeO2 este egal sau apropiat de dispersie prag, gradul de dispersie al Pt atinge cel mai mare. Pragul de dispersie al CeO2 este cea mai bună doză de CeO2. În atmosfera de oxidare peste 600℃, Rh-ul își pierde activarea datorită formării de soluție solidă între Rh2O3 și Al2O3. Existența CeO2 va slăbi reacția dintre Rh și Al2O3 și va menține activarea Rh. La2O3(UG-La01) poate preveni, de asemenea, creșterea particulelor ultrafine de Pt. Adăugând CeO2 și La2O3(UG-La01) la Pd/γ 2al2o3, s-a descoperit că adăugarea de CeO2 a promovat dispersia Pd pe purtător și a produs un reducerea sinergică. Dispersia ridicată a Pd și interacțiunea sa cu CeO2 pe Pd/γ2Al2O3 sunt cheia activității ridicate a catalizatorului.
2. Raportul aer-combustibil reglat automat (aπ f) Când temperatura de pornire a automobilului crește sau când modul de conducere și viteza se schimbă, debitul de evacuare și compoziția gazelor de eșapament se modifică, ceea ce face ca condițiile de lucru ale evacuarii automobilului catalizatorul de purificare a gazelor se schimbă în mod constant și îi afectează performanța catalitică. Este necesar să se ajusteze raportul de combustibil π al aerului la raportul stoichiometric de 1415~1416, astfel încât catalizatorul să poată juca pe deplin funcția de purificare. CeO2 este un oxid de valență variabilă (Ce4 +ΠCe3+), care are proprietățile de Semiconductor de tip N și are o capacitate excelentă de stocare și eliberare a oxigenului. Când raportul A π F se modifică, CeO2 poate juca un rol excelent în ajustarea dinamică a raportului aer-combustibil. Adică, O2 este eliberat atunci când combustibilul este în exces pentru a ajuta CO și hidrocarburile să se oxideze; În cazul excesului de aer, CeO2-x joacă un rol reducător și reacționează cu NOx pentru a elimina NOx din gazele de evacuare pentru a obține CeO2.
3. Efectul cocatalizatorului Când amestecul de aπ f este în raport stoechiometric, pe lângă reacția de oxidare a H2, CO, HC și reacția de reducere a NOx, CeO2 ca cocatalizator poate accelera, de asemenea, migrarea gazului de apă și reacția de reformare cu abur și reduce continutul de CO si HC. La2O3 poate îmbunătăți rata de conversie în reacția de migrare a gazului în apă și în reacția de reformare cu abur de hidrocarburi. Hidrogenul generat este benefic pentru reducerea NOx. Adăugând La2O3 la Pd/CeO2 -y-Al2O3 pentru descompunerea metanolului, s-a constatat că adăugarea de La2O3 a inhibat formarea eterului dimetilic al produsului secundar și a îmbunătățit activitatea catalitică a catalizatorului. Când conținutul de La2O3 este de 10%, catalizatorul are o activitate bună și conversia metanolului atinge maximul (aproximativ 91,4%). Acest lucru arată că La2O3 are o dispersie bună pe purtătorul γ-Al2O3. În plus, a promovat dispersia CeO2 pe purtătorul γ2Al2O3 și reducerea oxigenului în vrac, a îmbunătățit și mai mult dispersia Pd și a îmbunătățit și mai mult interacțiunea dintre Pd și CeO2, îmbunătățind astfel activitatea catalitică a catalizatorului pentru descompunerea metanolului.
În conformitate cu caracteristicile actuale de protecție a mediului și noul proces de utilizare a energiei, China ar trebui să dezvolte materiale catalitice cu pământuri rare de înaltă performanță, cu drepturi independente de proprietate intelectuală, să realizeze utilizarea eficientă a resurselor pământurilor rare, să promoveze inovația tehnologică a materialelor catalitice cu pământuri rare și să realizeze un salt. -dezvoltarea viitoare a clusterelor industriale de înaltă tehnologie, cum ar fi pământurile rare, mediul și energia nouă.
În prezent, produsele furnizate de companie includ nano zirconiu, nano titan, nano alumină, nano hidroxid de aluminiu, nano oxid de zinc, nano oxid de siliciu, nano oxid de magneziu, nano hidroxid de magneziu, nano oxid de cupru, nano oxid de ytriu, nano oxid de ceriu , nano oxid de lantan, nano trioxid de tungsten, nano oxid feroferric, agent nano antibacterian și grafen. Calitatea produsului este stabilă și a fost achiziționat în loturi de întreprinderi multinaționale.
Tel:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Ora postării: Iul-04-2022