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՝ հազվագյուտ հողի թանկարժեք մետաղի եռակի կատալիզատոր ստեղծելու համար կատալիտիկ ազդեցություն. 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 ցրմանը շեմը, Pt-ի ցրվածության 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