כפי שכולנו יודעים, מינרלים של אדמה נדירה בסין מורכבים בעיקר ממרכיבי אדמה נדירים קלים, מהם לנטנום וצריום מהווים יותר מ-60%. עם התרחבותם של חומרי מגנט קבועים של אדמה נדירה, חומרים זוהרים של אדמה נדירה, אבקת ליטוש אדמה נדירה ואדמה נדירה בתעשייה המתכתית בסין משנה לשנה, הביקוש לאדמה נדירה בינונית וכבדה בשוק המקומי גובר במהירות. צבר גדול של כדורי אדמה נדירים אור בשפע גבוה כמו Ce, La ו-Pr, מה שמוביל לחוסר איזון רציני בין ניצול ויישום משאבי אדמה נדירים בסין. נמצא כי יסודות אדמה נדירים קלים מראים ביצועים קטליטיים טובים ויעילות בתהליך התגובה הכימית בשל מבנה מעטפת האלקטרון הייחודי שלהם. לכן, שימוש באדמה נדירה קלה כחומר קטליטי הוא דרך טובה לניצול מקיף של משאבי אדמה נדירים. זרז הוא סוג של חומר שיכול להאיץ תגובה כימית ואינו נצרך לפני ואחרי התגובה. חיזוק המחקר הבסיסי של קטליזה של אדמה נדירה יכול לא רק לשפר את יעילות הייצור, אלא גם לחסוך במשאבים ובאנרגיה ולהפחית את הזיהום הסביבתי, התואם את הכיוון האסטרטגי של פיתוח בר קיימא.
מדוע ליסודות אדמה נדירים יש פעילות קטליטית?
ליסודות אדמה נדירים יש מבנה אלקטרוני חיצוני מיוחד (4f), הפועל כאטום המרכזי של המכלול ויש לו מספרי קואורדינציה שונים הנעים בין 6 ל-12. השונות במספר הקואורדינציה של יסודות אדמה נדירים קובעת שיש להם "ערכיות שיורית" . מכיוון של-4f יש שבעה אורביטלים של אלקטרון ערכיות גיבוי עם יכולת קישור, הוא ממלא תפקיד של "קשר כימי גיבוי" או "ערכיות שיורית". יכולת זו הכרחית לזרז פורמלי. לכן, ליסודות אדמה נדירים יש לא רק פעילות קטליטית, אלא גם יכולים לשמש כתוספים או כזרזים לשיפור הביצועים הקטליטיים של זרזים, במיוחד יכולת אנטי-אייג'ינג ויכולת אנטי-הרעלה.
נכון לעכשיו, התפקיד של תחמוצת ננו צריום וננו תחמוצת לנתנום בטיפול בפליטת רכב הפך למוקד חדש.
רכיבים מזיקים בפליטת רכב כוללים בעיקר CO, HC ו-NOx. כדור הארץ הנדיר המשמש בזרז לטיהור פליטת הפליטה של מכוניות אדמה נדירה הוא בעיקר תערובת של תחמוצת צריום, תחמוצת פרסאודימיום ותחמוצת לנתנום. הזרז לטיהור פליטת אדמה נדירה של רכב מורכב מתחמוצות מורכבות של אדמה נדירה וקובלט, מנגן ועופרת. זהו סוג של זרז טריני עם פרוסקיט, סוג ומבנה ספינל, שבו תחמוצת צריום היא מרכיב המפתח. בשל מאפייני החזור של תחמוצת צריום, ניתן לשלוט ביעילות ברכיבי גז הפליטה.
זרז טיהור פליטת רכב מורכב בעיקר ממנשא קרמי (או מתכת) של חלת דבש וציפוי מופעל משטח. הציפוי המופעל מורכב משטח גדול γ-Al2O3, כמות נאותה של תחמוצת לייצוב שטח הפנים ומתכת פעילה קטליטית המפוזרת בציפוי. כדי להקטין את הצריכה של pt ו-RH יקרים, להגדיל את הצריכה של Pd זול יותר ולהפחית את עלות הזרז, בהנחה שאינה מפחיתה את הביצועים של זרז טיהור פליטת רכב, בדרך כלל מוסיפים כמות מסוימת של CeO2 ו-La2O3 לתוך ציפוי הפעלה של הזרז הטריני הנפוץ Pt-Pd-Rh ליצירת זרז טריני מתכת יקרת אדמה נדירה עם אפקט קטליטי מעולה. La2O3(UG-La01) ו-CeO2 שימשו כמקדמים לשיפור הביצועים של זרזי מתכת אצילים הנתמכים ב-γ-Al2O3. על פי מחקר, CeO2, המנגנון העיקרי של La2O3 בזרזי מתכות אצילות הוא כדלקמן:
1. לשפר את הפעילות הקטליטית של הציפוי הפעיל על ידי הוספת CeO2 כדי לשמור על פיזור חלקיקי המתכת היקרה בציפוי הפעיל, על מנת למנוע הפחתת נקודות הסריג הקטליטי ופגיעה בפעילות הנגרמת על ידי סינטר. הוספת CeO2(UG-Ce01) לתוך Pt/γ-Al2O3 יכולה להתפזר על γ-Al2O3 בשכבה אחת (הכמות המקסימלית של פיזור חד-שכבתי היא 0.035 גרם CeO2/g γ-Al2O3), מה שמשנה את תכונות פני השטח של γ -Al2O3 ומשפר את דרגת הפיזור של Pt. כאשר תכולת CeO2 שווה או קרובה לסף הפיזור, דרגת הפיזור של Pt מגיעה לגבוהה ביותר. סף הפיזור של CeO2 הוא המינון הטוב ביותר של CeO2. באווירת החמצון מעל 600℃, Rh מאבד את הפעלתו עקב היווצרות תמיסה מוצקה בין Rh2O3 ל-Al2O3. קיומו של CeO2 יחליש את התגובה בין Rh ל- Al2O3 וישמור על ההפעלה של Rh. La2O3(UG-La01) יכול גם למנוע את הצמיחה של חלקיקים אולטרה-דקים של Pt. הוספת CeO2 ו-La2O3(UG-La01) ל-Pd/γ 2al2o3, נמצא שהוספת CeO2 קידמה את פיזור ה-Pd על הנשא ויצרה הפחתה סינרגטית. הפיזור הגבוה של Pd והאינטראקציה שלו עם CeO2 על Pd/γ2Al2O3 הם המפתח לפעילות הגבוהה של הזרז.
2. יחס אוויר-דלק מותאם אוטומטית (aπ f) כאשר טמפרטורת ההתחלה של הרכב עולה, או כאשר מצב הנהיגה והמהירות משתנים, קצב זרימת הפליטה והרכב גזי הפליטה משתנים, מה שהופך את תנאי העבודה של הפליטה של הרכב. זרז טיהור גז משתנה כל הזמן ומשפיע על הביצועים הקטליטיים שלו. יש צורך להתאים את יחס הדלק π של אוויר ליחס הסטוכיומטרי של 1415~1416, כך שהזרז יוכל לתת משחק מלא לפונקציית הטיהור שלו.CeO2 היא תחמוצת ערכיות משתנה (Ce4 +ΠCe3+), בעלת התכונות של מוליך למחצה מסוג N, ובעל יכולת אחסון ושחרור חמצן מצוינת. כאשר יחס A π F משתנה, CeO2 יכול למלא תפקיד מצוין בהתאמה דינמית של יחס האוויר-דלק. כלומר, O2 משתחרר כאשר הדלק הוא עודף כדי לעזור CO ופחמימנים להתחמצן; במקרה של עודף אוויר, CeO2-x ממלא תפקיד מפחית ומגיב עם NOx כדי להסיר NOx מגז הפליטה כדי לקבל CeO2.
3. השפעת זרז משותף כאשר התערובת של aπ f נמצאת ביחס סטוכיומטרי, מלבד תגובת החמצון של H2, CO, HC ותגובת ההפחתה של NOx, CeO2 כמזרז נוסף יכול גם להאיץ את נדידת גז המים ותגובת חידוש הקיטור ולהפחית את תכולת CO ו-HC. La2O3 יכול לשפר את שיעור ההמרה בתגובת נדידת גזי מים ותגובת רפורמת קיטור פחמימנים. המימן שנוצר מועיל להפחתת NOx. הוספת La2O3 ל-Pd/CeO2 -γ-Al2O3 לצורך פירוק מתנול, נמצא שהוספת La2O3 עיכבה את היווצרות של תוצר לוואי דימתיל אתר ושיפרה את הפעילות הקטליטית של הזרז. כאשר תכולת La2O3 היא 10%, לזרז יש פעילות טובה והמרת המתנול מגיעה למקסימום (כ-91.4%). זה מראה שלLa2O3 יש פיזור טוב על נשא γ-Al2O3. יתר על כן, הוא קידם את פיזור ה-CeO2 על נשא γ2Al2O3 והפחתת החמצן בתפזורת, שיפר עוד יותר את הפיזור של Pd ושיפר עוד יותר את האינטראקציה בין Pd ו-CeO2, ובכך שיפר את פעילות קטליטית של הזרז לפירוק מתנול.
על פי המאפיינים של הגנת הסביבה הנוכחית ותהליך ניצול אנרגיה חדש, סין צריכה לפתח חומרים קטליטיים אדמה נדירים בעלי ביצועים גבוהים עם זכויות קניין רוחני עצמאיות, להשיג ניצול יעיל של משאבי אדמה נדירים, לקדם חדשנות טכנולוגית של חומרים קטליטיים אדמה נדירים ולממש קפיצת מדרגה. פיתוח קדימה של אשכולות תעשייתיים היי-טק קשורים כגון אדמה נדירה, סביבה ואנרגיה חדשה.
נכון לעכשיו, המוצרים המסופקים על ידי החברה כוללים ננו זירקוניה, ננו טיטאניה, ננו אלומינה, ננו אלומיניום הידרוקסיד, ננו תחמוצת אבץ, תחמוצת ננו סיליקון, ננו תחמוצת מגנזיום, ננו מגנזיום הידרוקסיד, ננו תחמוצת נחושת, תחמוצת ננו איטריום, ננו תחמוצת צריום. , ננו תחמוצת לנתנום, ננו טריאוקסיד טונגסטן, תחמוצת ננו ברזית, סוכן ננו אנטיבקטריאלי וגרפין. איכות המוצר יציבה, והוא נרכש בקבוצות על ידי מפעלים רב לאומיים.
טל':86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
זמן פרסום: 23 באוגוסט 2021