کاربرد نانو اکسید خاکی کمیاب در اگزوز خودرو

همانطور که همه ما می دانیم، مواد معدنی خاکی کمیاب در چین عمدتاً از اجزای سبک خاکی کمیاب تشکیل شده اند که لانتانیم و سریم بیش از 60 درصد از آنها را تشکیل می دهند. با گسترش سال به سال مواد مغناطیس دائمی خاکی کمیاب، مواد نورانی خاکی کمیاب، پودر پولیش خاکی کمیاب و خاکی کمیاب در صنعت متالورژی در چین، تقاضا برای خاک کمیاب متوسط ​​و سنگین در بازار داخلی نیز به سرعت در حال افزایش است. حجم زیادی از خاک‌های کمیاب سبک با فراوانی بالا مانند Ce، La و Pr، که منجر به عدم تعادل جدی بین بهره‌برداری و استفاده از منابع خاکی کمیاب در چین می‌شود. مشخص شده است که عناصر خاکی کمیاب سبک عملکرد و کارایی کاتالیزوری خوبی در فرآیند واکنش شیمیایی به دلیل ساختار منحصر به فرد پوسته الکترونی 4f خود نشان می دهند. بنابراین استفاده از خاک کمیاب سبک به عنوان ماده کاتالیزوری راه خوبی برای استفاده همه جانبه از منابع خاکی کمیاب است. کاتالیزور نوعی ماده است که می تواند واکنش شیمیایی را تسریع کند و قبل و بعد از واکنش مصرف نمی شود. تقویت تحقیقات اساسی در زمینه کاتالیزور خاکی کمیاب نه تنها می تواند کارایی تولید را بهبود بخشد، بلکه باعث صرفه جویی در منابع و انرژی و کاهش آلودگی محیط زیست می شود که در راستای جهت گیری استراتژیک توسعه پایدار است.

چرا عناصر خاکی کمیاب فعالیت کاتالیزوری دارند؟

عناصر خاکی کمیاب دارای ساختار الکترونیکی بیرونی ویژه ای هستند (4f)، که به عنوان اتم مرکزی مجموعه عمل می کند و دارای اعداد هماهنگی مختلفی است که از 6 تا 12 متغیر است. . از آنجا که 4f دارای هفت اوربیتال الکترونی ظرفیت پشتیبان با قابلیت پیوند است، نقش "پیوند شیمیایی پشتیبان" یا " ظرفیت باقیمانده" را ایفا می کند. این توانایی برای یک کاتالیزور رسمی ضروری است. بنابراین، عناصر خاکی کمیاب نه تنها دارای فعالیت کاتالیزوری هستند، بلکه می توانند به عنوان افزودنی یا کوکاتالیست برای بهبود عملکرد کاتالیزوری کاتالیزورها، به ویژه توانایی ضد پیری و توانایی ضد مسمومیت استفاده شوند.

در حال حاضر، نقش نانو اکسید سریم و نانو اکسید لانتانیم در درمان اگزوز خودروها به یک تمرکز جدید تبدیل شده است.

اجزای مضر در اگزوز خودرو عمدتاً شامل CO، HC و NOx هستند. خاک کمیاب مورد استفاده در کاتالیزور تصفیه اگزوز خودروهای خاکی کمیاب عمدتاً مخلوطی از اکسید سریم، اکسید پراسئودیمیم و اکسید لانتانیم است. کاتالیزور تصفیه اگزوز خودروهای خاکی کمیاب از اکسیدهای پیچیده خاکی کمیاب و کبالت، منگنز و سرب تشکیل شده است. این نوعی کاتالیزور سه تایی با پروسکایت، نوع اسپینل و ساختار است که اکسید سریم جزء اصلی آن است.

کاتالیزور تصفیه اگزوز خودرو عمدتاً از حامل سرامیکی (یا فلزی) لانه زنبوری و پوشش فعال سطحی تشکیل شده است. پوشش فعال شده از ناحیه بزرگ γ-Al2O3، مقدار مناسب اکسید برای تثبیت سطح و فلز فعال کاتالیزوری پراکنده در پوشش تشکیل شده است. برای کاهش مصرف pt و RH گران قیمت، افزایش مصرف Pd ارزانتر و کاهش هزینه کاتالیزور، با فرض عدم کاهش عملکرد کاتالیزور تصفیه اگزوز خودرو، معمولاً مقدار مشخصی CeO2 و La2O3 به آن اضافه می شود. پوشش فعال سازی کاتالیزور سه تایی متداول Pt-Pd-Rh برای تشکیل یک کاتالیزور سه تایی فلز گرانبها خاکی کمیاب با اثر کاتالیزوری عالی. La2O3 (UG-La01) و CeO2 به عنوان پروموتر برای بهبود عملکرد کاتالیزورهای فلز نجیب پشتیبانی شده γ-Al2O3 استفاده شدند. طبق تحقیقات، CeO2، مکانیسم اصلی La2O3 در کاتالیزورهای فلزات نجیب به شرح زیر است:

1. بهبود فعالیت کاتالیزوری پوشش فعال با افزودن CeO2 برای حفظ ذرات فلز گرانبها در پوشش فعال، به طوری که از کاهش نقاط شبکه کاتالیزوری و آسیب به فعالیت ناشی از تف جوشی جلوگیری شود. افزودن CeO2 (UG-Ce01) به Pt/γ-Al2O3 می‌تواند روی γ-Al2O3 در یک لایه پراکنده شود (حداکثر میزان پراکندگی تک لایه 0.035 گرم CeO2/g γ-Al2O3 است)، که ویژگی‌های سطح γ را تغییر می‌دهد. -Al2O3 و درجه پراکندگی پلاتین را بهبود می بخشد. وقتی محتوای CeO2 برابر یا نزدیک به آستانه پراکندگی باشد، درجه پراکندگی پلاتین به بالاترین حد می رسد. آستانه پراکندگی CeO2 بهترین دوز CeO2 است. در اتمسفر اکسیداسیون بالای 600 درجه سانتیگراد، Rh به دلیل تشکیل محلول جامد بین Rh2O3 و Al2O3 فعال شدن خود را از دست می دهد. وجود CeO2 باعث تضعیف واکنش بین Rh و Al2O3 می شود و فعال شدن Rh را حفظ می کند. La2O3(UG-La01) همچنین می تواند از رشد ذرات بسیار ریز پلاتین جلوگیری کند. با افزودن CeO2 و La2O3(UG-La01) به Pd/γ2al2o3، مشخص شد که افزودن CeO2 باعث پراکندگی پالادیم روی حامل شده و یک کاهش هم افزایی پراکندگی بالای Pd و برهمکنش آن با CeO2 روی Pd/γ2Al2O3 کلید فعالیت بالای کاتالیزور است.

2. نسبت هوا به سوخت با تنظیم خودکار (aπ f) هنگامی که دمای شروع خودرو افزایش می‌یابد، یا زمانی که حالت رانندگی و سرعت تغییر می‌کند، نرخ جریان اگزوز و ترکیب گاز خروجی تغییر می‌کند، که شرایط کار اگزوز خودرو را ایجاد می‌کند. کاتالیزور تصفیه گاز دائماً تغییر می کند و بر عملکرد کاتالیزوری آن تأثیر می گذارد. لازم است نسبت سوخت π هوا به نسبت استوکیومتری 1415-1416 تنظیم شود، به طوری که کاتالیزور بتواند عملکرد خالص خود را کامل کند. CeO2 یک اکسید ظرفیت متغیر (Ce4 + ΠCe3 +) است که دارای خواص نیمه هادی نوع N و ظرفیت ذخیره و رهاسازی اکسیژن عالی دارد. هنگامی که نسبت A π F تغییر می کند، CeO2 می تواند نقش بسیار خوبی در تنظیم دینامیکی نسبت هوا به سوخت بازی کند. یعنی وقتی سوخت اضافی برای کمک به اکسید شدن CO و هیدروکربن وجود دارد، O2 آزاد می شود. در صورت وجود هوای اضافی، CeO2-x نقش کاهنده را ایفا می کند و با NOx واکنش می دهد تا NOx را از گاز خروجی حذف کند تا CeO2 به دست آید.

3. اثر کوکاتالیست هنگامی که مخلوط aπf در نسبت استوکیومتری باشد، علاوه بر واکنش اکسیداسیون H2، CO، HC و واکنش کاهش NOx، CeO2 به عنوان کوکاتالیست نیز می تواند مهاجرت گاز آب و واکنش اصلاح بخار را تسریع کند و کاهش دهد. محتوای CO و HC La2O3 می تواند نرخ تبدیل در واکنش مهاجرت گاز آب و واکنش اصلاح بخار هیدروکربنی را بهبود بخشد. هیدروژن تولید شده برای کاهش NOx مفید است. با افزودن La2O3 به Pd/CeO2 -γ-Al2O3 برای تجزیه متانول، مشخص شد که افزودن La2O3 از تشکیل دی متیل اتر محصول جانبی جلوگیری می کند و فعالیت کاتالیزوری کاتالیزور را بهبود می بخشد. هنگامی که محتوای La2O3 10٪ باشد، کاتالیزور فعالیت خوبی دارد و تبدیل متانول به حداکثر (حدود 91.4٪) می رسد. این نشان می‌دهد که La2O3 دارای پراکندگی خوبی بر روی حامل γ-Al2O3 است. علاوه بر این، پراکندگی CeO2 روی حامل γ2Al2O3 و کاهش اکسیژن توده‌ای را ترویج می‌کند، پراکندگی پالادیم را بیشتر بهبود می‌بخشد و برهمکنش بین Pd و CeO2 را بیشتر می‌کند، بنابراین باعث بهبود عملکرد می‌شود. فعالیت کاتالیزوری کاتالیزور برای تجزیه متانول

با توجه به ویژگی های حفاظت از محیط زیست فعلی و فرآیند استفاده از انرژی های جدید، چین باید مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب با کارایی بالا با حقوق مالکیت معنوی مستقل توسعه دهد، به استفاده کارآمد از منابع خاکی کمیاب دست یابد، نوآوری های تکنولوژیکی مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب را ارتقا دهد و جهش را محقق کند. - توسعه رو به جلو خوشه های صنعتی مرتبط با فناوری پیشرفته مانند زمین های کمیاب، محیط زیست و انرژی های نو.

در حال حاضر محصولات عرضه شده توسط این شرکت شامل نانو زیرکونیا، نانو تیتانیا، نانو آلومینا، نانو هیدروکسید آلومینیوم، نانو اکسید روی، نانو اکسید سیلیکون، نانو اکسید منیزیم، نانو هیدروکسید منیزیم، نانو اکسید مس، نانو اکسید ایتریم نانو، نانو اکسید لانتانیم، نانو تری اکسید تنگستن، نانو اکسید فروفریک، نانو عامل ضد باکتری و گرافن. کیفیت محصول پایدار است و به صورت دسته‌ای توسط شرکت‌های چند ملیتی خریداری شده است.

تلفن: 86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com