Nagu me kõik teame, koosnevad Hiinas haruldased muldmetallid peamiselt kergetest haruldaste muldmetallide komponentidest, millest lantaan ja tseerium moodustavad üle 60%. Haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide, haruldaste muldmetallide luminestsentsmaterjalide, haruldaste muldmetallide poleerimispulbri ja haruldaste muldmetallide laienemisega Hiina metallurgiatööstuses kasvab aasta-aastalt kiiresti nõudlus ka keskmise ja raskete muldmetallide järele siseturul. See on põhjustanud suure hulga kergete haruldaste muldmetallide, nagu Ce, La ja Pr, mahajäämus, mis toob kaasa tõsise tasakaalustamatuse haruldaste muldmetallide ressursside kasutamise ja kasutamise vahel Hiinas. On leitud, et haruldaste muldmetallide kerged elemendid näitavad head katalüütilist jõudlust ja tõhusust keemilise reaktsiooni protsessis tänu nende ainulaadsele 4f elektronkihi struktuurile. Seetõttu on kerge haruldaste muldmetallide kasutamine katalüütilise materjalina hea viis haruldaste muldmetallide ressursside igakülgseks kasutamiseks. Katalüsaator on aine, mis võib kiirendada keemilist reaktsiooni ja mida ei tarbita enne ega pärast reaktsiooni. Haruldaste muldmetallide katalüüsi alusuuringute tugevdamine ei võimalda mitte ainult parandada tootmise efektiivsust, vaid ka säästa ressursse ja energiat ning vähendada keskkonnareostust, mis on kooskõlas säästva arengu strateegilise suunaga.
Miks on haruldaste muldmetallide elementidel katalüütiline aktiivsus?
Haruldastel muldmetallidel on spetsiaalne välimine elektrooniline struktuur (4f), mis toimib kompleksi keskse aatomina ja millel on erinevad koordinatsiooninumbrid vahemikus 6 kuni 12. Haruldaste muldmetallide elementide koordinatsiooniarvu varieeruvus määrab, et neil on "jääkvalents". . Kuna 4f-l on seitse sidumisvõimega varuvalentselektroni orbitaali, mängib see „keemilise varusideme” või „jääkvalentsi” rolli. See võime on formaalse katalüsaatori jaoks vajalik. Seetõttu pole haruldastel muldmetallidel mitte ainult katalüütiline aktiivsus, vaid neid saab kasutada ka lisandite või kokatalüsaatoritena, et parandada katalüsaatorite katalüütilist jõudlust, eriti vananemisvastast ja mürgistusvastast võimet.
Praegu on nano-tseeriumoksiidi ja nano-lantaanoksiidi roll autode heitgaaside töötlemisel muutunud uueks fookuseks.
Kahjulikud komponendid autode heitgaasis on peamiselt CO, HC ja NOx. Haruldaste muldmetallide autode heitgaaside puhastamise katalüsaatoris kasutatav haruldane muldmetalli on peamiselt tseeriumoksiidi, praseodüümoksiidi ja lantaanoksiidi segu. Haruldaste muldmetallide autode heitgaaside puhastamise katalüsaator koosneb haruldaste muldmetallide ja koobalti, mangaani ja plii kompleksoksiididest. See on omamoodi kolmekomponentne katalüsaator, millel on perovskiit, spinelli tüüp ja struktuur, milles tseeriumoksiid on põhikomponent. Tseeriumoksiidi redoksomaduste tõttu saab heitgaasi komponente tõhusalt kontrollida.
Autode heitgaaside puhastamise katalüsaator koosneb peamiselt kärgstruktuuriga keraamilisest (või metallist) kandjast ja pinnaga aktiveeritud kattest. Aktiveeritud kate koosneb suurest pindalast γ-Al2O3, õigest kogusest oksiidist pindala stabiliseerimiseks ja kattes dispergeeritud katalüütiliselt aktiivsest metallist. Kalli pt ja suhtelise õhuniiskuse tarbimise vähendamiseks, odavama Pd tarbimise suurendamiseks ja katalüsaatori maksumuse vähendamiseks. Eeldusel, et auto heitgaaside puhastuskatalüsaatori jõudlust ei vähendata, lisatakse tavaliselt teatud kogus CeO2 ja La2O3. Tavaliselt kasutatava Pt-Pd-Rh kolmekomponendilise katalüsaatori aktiveerimiskate, et moodustada suurepärase katalüütilise toimega haruldaste muldmetallide kolmekomponentne katalüsaator. La2O3(UG-La01) ja CeO2 kasutati promootoritena, et parandada y-Al2O3 toetatud väärismetallkatalüsaatorite jõudlust. Uuringute kohaselt on CeO2, La2O3 peamine mehhanism väärismetallkatalüsaatorites on järgmine:
1. parandada aktiivse katte katalüütilist aktiivsust, lisades CeO2, et hoida väärismetalliosakesed aktiivses kattes dispergeerituna, et vältida katalüütiliste võrepunktide vähenemist ja paagutamisest põhjustatud aktiivsuse kahjustamist. CeO2(UG-Ce01) lisamine Pt/γ-Al2O3-le võib dispergeerida γ-Al2O3-l ühes kihis (maksimaalne ühekihilise dispersiooni kogus on 0,035g CeO2/g γ-Al2O3), mis muudab γ pinnaomadusi. -Al2O3 ja parandab Pt dispersiooniastet.Kui CeO2 sisaldus on võrdne või sellele lähedane dispersioonilävi, saavutab Pt dispersiooniaste kõrgeima. CeO2 dispersioonilävi on CeO2 parim annus. Oksüdatsiooniatmosfääris üle 600 ℃ kaotab Rh aktiveerumise, kuna Rh2O3 ja Al2O3 vahele tekib tahke lahus. CeO2 olemasolu nõrgendab reaktsiooni Rh ja Al2O3 vahel ning hoiab Rh aktivatsiooni. La2O3(UG-La01) võib samuti takistada Pt ülipeente osakeste kasvu. CeO2 ja La2O3(UG-La01) lisamisel Pd/γ 2al2o3-le leiti, et CeO2 lisamine soodustas Pd dispersiooni kandjal ja tekitas sünergiline vähendamine. Pd kõrge dispersioon ja selle interaktsioon CeO2-ga Pd/γ2Al2O3 pinnal on katalüsaatori kõrge aktiivsuse võti.
2. Automaatselt reguleeritav õhu-kütuse suhe (aπ f) Kui auto käivitustemperatuur tõuseb või sõidurežiim ja kiirus muutuvad, muutuvad heitgaasi voolukiirus ja heitgaasi koostis, mis muudab auto heitgaasi töötingimused gaasipuhastuskatalüsaator muutub pidevalt ja mõjutab selle katalüütilist jõudlust. On vaja reguleerida õhu kütuse suhet π stöhhiomeetrilise suhtega 1415-1416, et katalüsaator saaks oma puhastusfunktsiooni täielikult täita. CeO2 on muutuva valentsoksiid (Ce4 +ΠCe3+), millel on järgmised omadused: N-tüüpi pooljuht, millel on suurepärane hapniku säilitamise ja vabastamise võime. Kui A π F suhe muutub, võib CeO2 mängida suurepärast rolli õhu-kütuse suhte dünaamilisel reguleerimisel. See tähendab, et kütuse ülejäägi korral eraldub O2, mis aitab kaasa CO ja süsivesinike oksüdeerumisele; Liigse õhu korral mängib CeO2-x redutseerivat rolli ja reageerib NOx-ga, et eemaldada heitgaasist NOx, et saada CeO2.
3. Kokatalüsaatori toime Kui aπ f segu on stöhhiomeetrilises vahekorras, võib lisaks H2, CO, HC oksüdatsioonireaktsioonile ja NOx redutseerimisreaktsioonile CeO2 kokatalüsaatorina kiirendada ka vesigaasi migratsiooni ja auru reformimise reaktsiooni ning vähendada CO ja HC sisaldus. La2O3 võib parandada konversioonikiirust veegaasi migratsioonireaktsioonis ja süsivesinike auru reformimise reaktsioonis. Tekkiv vesinik on kasulik NOx vähendamiseks. Lisades La2O3 metanooli lagundamiseks Pd/CeO2 -γ-Al2O3-le, leiti, et La2O3 lisamine pärssis kõrvalsaaduse dimetüüleetri teket ja parandas katalüsaatori katalüütilist aktiivsust. Kui La2O3 sisaldus on 10%, on katalüsaatoril hea aktiivsus ja metanooli konversioon saavutab maksimumi (umbes 91,4%). See näitab, et La2O3 dispersioon γ-Al2O3 kandjal on hea. Lisaks soodustas see CeO2 dispersiooni γ2Al2O3 kandjal ja hapnikusisalduse vähenemist, parandas veelgi Pd dispersiooni ning suurendas veelgi Pd ja CeO2 vahelist koostoimet, parandades seega metanooli lagunemise katalüsaatori katalüütiline aktiivsus.
Vastavalt praeguse keskkonnakaitse ja uue energiakasutusprotsessi omadustele peaks Hiina välja töötama suure jõudlusega haruldaste muldmetallide katalüütilised materjalid, millel on sõltumatud intellektuaalomandi õigused, saavutama haruldaste muldmetallide ressursside tõhusa kasutamise, edendama haruldaste muldmetallide katalüütiliste materjalide tehnoloogilist innovatsiooni ja saavutama hüppe. - seotud kõrgtehnoloogiliste tööstusklastrite, nagu haruldased muldmetallid, keskkond ja uus energia, edasiarendus.
Praegu on ettevõtte tarnitavate toodete hulgas nano tsirkooniumoksiid, nanotitaanoksiid, nano alumiiniumoksiid, nano alumiiniumhüdroksiid, nano tsinkoksiid, nano ränioksiid, nano magneesiumoksiid, nano magneesiumhüdroksiid, nano vaskoksiid, nano ütriumoksiid, nano tseeriumoksiid , nano lantaanoksiid, nano volframtrioksiid, nano raudoksiid, nano antibakteriaalne agent ja grafeen. Toote kvaliteet on stabiilne ja seda on partiidena ostnud rahvusvahelised ettevõtted.
Tel:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Postitusaeg: juuli-04-2022