Նանո հազվագյուտ հողի օքսիդի կիրառում ավտոմեքենաների արտանետման մեջ

Ինչպես բոլորս գիտենք, Չինաստանում հազվագյուտ հողային միներալները հիմնականում կազմված են թեթև հազվագյուտ հողային բաղադրիչներից, որոնցից ավելի քան 60%-ը կազմում են լանթանը և ցերիումը։ Տարեցտարի Չինաստանում մետալուրգիական արդյունաբերության հազվագյուտ հողերի մշտական ​​մագնիսների, հազվագյուտ հողային լյումինեսցենտ նյութերի, հազվագյուտ հողի փայլեցնող փոշու և հազվագյուտ հողերի ընդլայնմամբ ներքին շուկայում միջին և ծանր հազվագյուտ հողերի պահանջարկը նույնպես արագորեն աճում է: Դա պատճառ է դարձել: բարձր առատությամբ լույսի հազվագյուտ հողերի մեծ կուտակում, ինչպիսիք են Ce, La և Pr, ինչը հանգեցնում է Չինաստանում հազվագյուտ հողային ռեսուրսների շահագործման և կիրառման լուրջ անհավասարակշռության: Պարզվել է, որ թեթև հազվագյուտ հողային տարրերը ցույց են տալիս լավ կատալիտիկ կատարում և արդյունավետություն քիմիական ռեակցիայի գործընթացում՝ շնորհիվ իրենց եզակի 4f էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքի: Հետևաբար, թեթև հազվագյուտ հողի օգտագործումը որպես կատալիտիկ նյութ լավ միջոց է հազվագյուտ երկրային ռեսուրսների համապարփակ օգտագործման համար: Կատալիզատորը մի տեսակ նյութ է, որը կարող է արագացնել քիմիական ռեակցիան և չի սպառվում ռեակցիայից առաջ և հետո: Հազվագյուտ հողերի կատալիզի հիմնական հետազոտությունների ուժեղացումը կարող է ոչ միայն բարելավել արտադրության արդյունավետությունը, այլև խնայել ռեսուրսներն ու էներգիան և նվազեցնել շրջակա միջավայրի աղտոտումը, ինչը համահունչ է կայուն զարգացման ռազմավարական ուղղությանը:

Ինչու են հազվագյուտ հողային տարրերն ունեն կատալիտիկ ակտիվություն:

Հազվագյուտ հողային տարրերն ունեն հատուկ արտաքին էլեկտրոնային կառուցվածք (4f), որը հանդես է գալիս որպես համալիրի կենտրոնական ատոմ և ունի տարբեր կոորդինացիոն թվեր՝ տատանվում են 6-ից մինչև 12: . Քանի որ 4f-ն ունի յոթ պահեստային վալենտային էլեկտրոնային ուղեծրեր, որոնք ունեն կապի կարողություն, այն խաղում է «պահուստային քիմիական կապի» կամ «մնացորդային վալենտության» դեր: Այս ունակությունը անհրաժեշտ է պաշտոնական կատալիզատորի համար: Հետևաբար, հազվագյուտ հողային տարրերը ոչ միայն ունեն կատալիտիկ ակտիվություն, այլև կարող են օգտագործվել որպես հավելումներ կամ կոկատալիզատորներ՝ կատալիզատորների կատալիտիկ աշխատանքը բարելավելու համար, հատկապես՝ հակատարիքային և հակաթունավորման ունակությունը:

Ներկայումս նանո ցերիումի օքսիդի և նանոլանթանի օքսիդի դերը ավտոմոբիլային արտանետումների բուժման մեջ դարձել է նոր ուշադրություն:

Ավտոմեքենաների արտանետման վնասակար բաղադրիչները հիմնականում ներառում են CO, HC և NOx: Հազվագյուտ հողը, որն օգտագործվում է ավտոմեքենաների արտանետումների մաքրման կատալիզատորում, հիմնականում ցերիումի օքսիդի, պրազեոդիմի օքսիդի և լանթանի օքսիդի խառնուրդ է: Հազվագյուտ հողի ավտոմեքենաների արտանետումների մաքրման կատալիզատորը կազմված է հազվագյուտ հողի և կոբալտի, մանգանի և կապարի բարդ օքսիդներից: Այն պերովսկիտով, սպինելի տեսակով և կառուցվածքով եռակի կատալիզատոր է, որի հիմնական բաղադրիչն է ցերիումի օքսիդը: Ցերիումի օքսիդի ռեդոքս բնութագրերի շնորհիվ արտանետվող գազերի բաղադրիչները կարող են արդյունավետորեն վերահսկվել:

Ավտոմոբիլային արտանետումների մաքրման կատալիզատորը հիմնականում բաղկացած է մեղրախորիսխ կերամիկական (կամ մետաղական) կրիչից և մակերեսային ակտիվացված ծածկույթից: Ակտիվացված ծածկույթը կազմված է մեծ տարածքի γ-Al2O3-ից, մակերեսի մակերեսը կայունացնելու համար համապատասխան քանակությամբ օքսիդից և ծածկույթում ցրված կատալիտիկ ակտիվ մետաղից: Թանկարժեք pt-ի և RH-ի սպառումը նվազեցնելու, ավելի էժան Pd-ի սպառումը մեծացնելու և կատալիզատորի արժեքը նվազեցնելու համար, ավտոմեքենայի արտանետումների մաքրման կատալիզատորի արդյունավետությունը չնվազեցնելու համար, սովորաբար որոշակի քանակությամբ CeO2 և La2O3 ավելացվում են սովորաբար օգտագործվող Pt-Pd-Rh եռակի կատալիզատորի ակտիվացնող ծածկույթ՝ գերազանց կատալիտիկ ազդեցությամբ հազվագյուտ հողի թանկարժեք մետաղի եռյակ կատալիզատոր ստեղծելու համար: La2O3 (UG-La01) և CeO2-ը օգտագործվել են որպես խթանիչներ՝ γ-Al2O3-ի վրա հիմնված ազնիվ մետաղների կատալիզատորների աշխատանքը բարելավելու համար: Ըստ հետազոտության՝ CeO2, ազնիվ մետաղների կատալիզատորներում La2O3-ի հիմնական մեխանիզմը հետևյալն է.

1. Բարելավել ակտիվ ծածկույթի կատալիտիկ ակտիվությունը՝ ավելացնելով CeO2՝ թանկարժեք մետաղի մասնիկները ակտիվ ծածկույթում ցրված պահելու համար, որպեսզի խուսափենք կատալիտիկ ցանցի կետերի կրճատումից և սինտերինգի հետևանքով առաջացած ակտիվության վնասից: Pt/γ-Al2O3-ի մեջ CeO2 (UG-Ce01) ավելացնելը կարող է ցրվել γ-Al2O3-ի վրա մեկ շերտով (միաշերտ ցրման առավելագույն քանակը 0,035 գ CeO2/g γ-Al2O3 է), ինչը փոխում է γ-ի մակերևութային հատկությունները: -Al2O3 և բարելավում է Pt-ի ցրման աստիճանը: Երբ CeO2-ի պարունակությունը հավասար է կամ մոտ է ցրման շեմին, Pt-ի ցրման աստիճանը հասնում է ամենաբարձրին: CeO2-ի ցրման շեմը CeO2-ի լավագույն դեղաչափն է: 600℃-ից բարձր օքսիդացման մթնոլորտում Rh-ը կորցնում է իր ակտիվացումը Rh2O3-ի և Al2O3-ի միջև պինդ լուծույթի առաջացման պատճառով: CeO2-ի առկայությունը կթուլացնի Rh-ի և Al2O3-ի միջև ռեակցիան և կպահպանի Rh-ի ակտիվացումը: La2O3 (UG-La01) կարող է նաև կանխել Pt գերմանր մասնիկների աճը: Ավելացնելով CeO2 և La2O3(UG-La01) Pd/γ 2al2o3-ին, պարզվեց, որ CeO2-ի ավելացումը նպաստել է Pd-ի ցրմանը կրիչի վրա և առաջացրել է սիներգետիկ կրճատում: Pd-ի բարձր դիսպերսիան և նրա փոխազդեցությունը CeO2-ի հետ Pd/γ2Al2O3-ի վրա կատալիզատորի բարձր ակտիվության բանալին են:

2. Օդ-վառելիքի ավտոմատ կարգավորվող հարաբերակցությունը (aπ f) Երբ մեքենայի մեկնարկային ջերմաստիճանը բարձրանում է, կամ երբ փոխվում են վարման ռեժիմը և արագությունը, արտանետվող գազի հոսքի արագությունը և արտանետվող գազերի կազմը փոխվում են, ինչը ստիպում է ավտոմեքենայի արտանետման աշխատանքային պայմանները. գազի մաքրման կատալիզատորը անընդհատ փոխվում է և ազդում նրա կատալիտիկ աշխատանքի վրա: Անհրաժեշտ է օդի π վառելիքի հարաբերակցությունը 1415~1416 ստոյխիոմետրիկ հարաբերակցությանը կարգավորել, որպեսզի կատալիզատորը կարողանա լիարժեք խաղալ իր մաքրման ֆունկցիան: CeO2-ը փոփոխական վալենտային օքսիդ է (Ce4 +ΠCe3+), որն ունի հատկություններ N-տիպի կիսահաղորդիչ, ունի գերազանց թթվածնի պահպանման և արտանետման հզորություն: Երբ A π F հարաբերակցությունը փոխվում է, CeO2-ը կարող է հիանալի դեր խաղալ օդ-վառելիք հարաբերակցությունը դինամիկ կերպով կարգավորելու գործում: Այսինքն՝ O2-ն ազատվում է, երբ վառելիքը ավելցուկ է լինում՝ CO-ի և ածխաջրածնի օքսիդացման համար։ Ավելորդ օդի դեպքում CeO2-x-ը նվազեցնող դեր է խաղում և փոխազդում է NOx-ի հետ՝ արտանետվող գազից NOx-ը հեռացնելու համար՝ ստանալով CeO2։

3. Կոկատալիզատորի ազդեցությունը Երբ aπ f-ի խառնուրդը ստոյխիոմետրիկ հարաբերակցությամբ է, բացի H2, CO, HC-ի օքսիդացման ռեակցիայից և NOx-ի վերականգնողական ռեակցիայից, CeO2-ը որպես կոկատալիզատոր կարող է նաև արագացնել ջրի գազի միգրացիան և գոլորշու բարեփոխման ռեակցիան և նվազեցնել CO և HC-ի պարունակությունը. La2O3-ը կարող է բարելավել ջրի գազի միգրացիայի և ածխաջրածնային գոլորշու բարեփոխման ռեակցիայի փոխակերպման արագությունը: Առաջացած ջրածինը օգտակար է NOx-ի նվազեցման համար: Մեթանոլի տարրալուծման համար Pd/ CeO2 -γ-Al2O3-ին ավելացնելով La2O3, պարզվել է, որ La2O3-ի ավելացումը արգելակում է ենթամթերքի դիմեթիլ եթերի ձևավորումը և բարելավում կատալիզատորի կատալիտիկ ակտիվությունը: Երբ La2O3-ի պարունակությունը 10% է, կատալիզատորը լավ ակտիվություն ունի, և մեթանոլի փոխակերպումը հասնում է առավելագույնի (մոտ 91,4%)։ Սա ցույց է տալիս, որ La2O3-ն ունի լավ ցրվածություն γ-Al2O3 կրիչի վրա: Ավելին, այն նպաստում է CeO2-ի ցրմանը γ2Al2O3 կրիչի վրա և մեծածավալ թթվածնի կրճատմանը, հետագայում բարելավում է Pd-ի ցրումը և ավելի ուժեղացնում փոխազդեցությունը Pd-ի և CeO2-ի միջև՝ այդպիսով բարելավելով կատալիզատորի կատալիտիկ ակտիվությունը մեթանոլի տարրալուծման համար:

Ըստ ներկայիս շրջակա միջավայրի պաշտպանության և նոր էներգիայի օգտագործման գործընթացի բնութագրերի՝ Չինաստանը պետք է մշակի բարձր արդյունավետության հազվագյուտ հողային կատալիտիկ նյութեր՝ անկախ մտավոր սեփականության իրավունքներով, հասնի հազվագյուտ հողային ռեսուրսների արդյունավետ օգտագործմանը, խրախուսի հազվագյուտ հողային կատալիտիկ նյութերի տեխնոլոգիական նորարարությունը և իրականացնի թռիչք։ - հարակից բարձր տեխնոլոգիական արդյունաբերական կլաստերների առաջընթաց զարգացում, ինչպիսիք են հազվագյուտ երկիրը, շրջակա միջավայրը և նոր էներգիան:

Ներկայումս ընկերության կողմից մատակարարվող արտադրանքը ներառում է նանո ցիրկոնիա, նանո տիտանիա, նանո կավահող, նանո ալյումինի հիդրօքսիդ, նանո ցինկի օքսիդ, նանո սիլիցիումի օքսիդ, նանո մագնեզիումի օքսիդ, նանո մագնեզիումի հիդրօքսիդ, նանո պղնձի օքսիդ, նանո իտրիումի օքսիդ, , նանո լանթանի օքսիդ, նանո վոլֆրամի եռօքսիդ, նանո ֆերոֆերային օքսիդ, նանո հակաբակտերիալ նյութ և գրաֆեն: Արտադրանքի որակը կայուն է, և այն խմբաքանակներով գնվել է բազմազգ ձեռնարկությունների կողմից:

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