آٹوموبائل ایگزاسٹ میں نینو نایاب ارتھ آکسائیڈ کا اطلاق

جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، چین میں نایاب زمینی معدنیات بنیادی طور پر ہلکے نایاب زمینی اجزاء پر مشتمل ہیں، جن میں لینتھینم اور سیریم کا حصہ 60 فیصد سے زیادہ ہے۔نایاب زمین کے مستقل مقناطیس مواد، نایاب زمین کی چمکدار مٹیریل، نایاب زمین پالش کرنے والے پاؤڈر اور نایاب زمین کی میٹالرجیکل صنعت میں سال بہ سال توسیع کے ساتھ، مقامی مارکیٹ میں درمیانی اور بھاری نایاب زمین کی مانگ بھی تیزی سے بڑھ رہی ہے۔ سی، لا اور پی آر جیسی روشنی کی نایاب زمینوں کا ایک بڑا بیکلاگ، جو چین میں نایاب زمینی وسائل کے استحصال اور استعمال کے درمیان سنگین عدم توازن کا باعث بنتا ہے۔یہ پایا گیا ہے کہ ہلکے نایاب زمینی عناصر اپنے منفرد 4f الیکٹران شیل کی ساخت کی وجہ سے کیمیائی رد عمل کے عمل میں اچھی اتپریرک کارکردگی اور افادیت کو ظاہر کرتے ہیں۔لہٰذا، ہلکی نایاب زمین کو کیٹلیٹک مواد کے طور پر استعمال کرنا نایاب زمینی وسائل کے جامع استعمال کا ایک اچھا طریقہ ہے۔کیٹالسٹ ایک قسم کا مادہ ہے جو کیمیائی رد عمل کو تیز کر سکتا ہے اور رد عمل سے پہلے اور بعد میں استعمال نہیں ہوتا ہے۔نایاب زمینی کیٹالیسس کی بنیادی تحقیق کو مضبوط بنانے سے نہ صرف پیداواری کارکردگی بہتر ہو سکتی ہے، بلکہ وسائل اور توانائی کی بچت اور ماحولیاتی آلودگی کو بھی کم کیا جا سکتا ہے، جو پائیدار ترقی کی سٹریٹجک سمت کے مطابق ہے۔

نایاب زمینی عناصر کیٹلیٹک سرگرمی کیوں ہوتی ہے؟

نایاب زمینی عناصر کا ایک خاص بیرونی الیکٹرانک ڈھانچہ (4f) ہوتا ہے، جو کمپلیکس کے مرکزی ایٹم کے طور پر کام کرتا ہے اور اس میں 6 سے 12 تک کے مختلف کوآرڈینیشن نمبر ہوتے ہیں۔ نایاب زمینی عناصر کے کوآرڈینیشن نمبر کی تغیر اس بات کا تعین کرتی ہے کہ ان کے پاس "بقیہ والینس" ہے۔ .چونکہ 4f میں بانڈنگ کی صلاحیت کے ساتھ سات بیک اپ والینس الیکٹران مدار ہیں، یہ "بیک اپ کیمیکل بانڈ" یا "بقیہ والینس" کا کردار ادا کرتا ہے۔لہٰذا، نایاب زمینی عناصر میں نہ صرف اتپریرک سرگرمی ہوتی ہے، بلکہ اتپریرک کی اتپریرک کارکردگی، خاص طور پر اینٹی ایجنگ کی صلاحیت اور اینٹی پوائزننگ کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے additives یا cocatalysts کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اس وقت آٹوموبائل ایگزاسٹ کے علاج میں نینو سیریم آکسائیڈ اور نینو لینتھنم آکسائیڈ کا کردار ایک نئی توجہ کا مرکز بن گیا ہے۔

آٹوموبائل ایگزاسٹ میں نقصان دہ اجزاء میں بنیادی طور پر CO، HC اور NOx شامل ہیں۔نایاب ارتھ آٹوموبائل ایگزاسٹ پیوریفیکیشن کیٹیلیسٹ میں استعمال ہونے والی نایاب زمین بنیادی طور پر سیریم آکسائیڈ، پراسیوڈیمیم آکسائیڈ اور لینتھینم آکسائیڈ کا مرکب ہے۔نایاب ارتھ آٹوموبائل ایگزاسٹ پیوریفیکیشن کیٹالسٹ نایاب زمین اور کوبالٹ، مینگنیج اور سیسہ کے پیچیدہ آکسائیڈ پر مشتمل ہے۔یہ پیرووسکائٹ، اسپنل کی قسم اور ساخت کے ساتھ ایک قسم کا ٹرنری کیٹالسٹ ہے، جس میں سیریم آکسائیڈ کلیدی جزو ہے۔ سیریم آکسائیڈ کی ریڈوکس خصوصیات کی وجہ سے، ایگزاسٹ گیس کے اجزاء کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

آٹوموبائل ایگزاسٹ پیوریفیکیشن کیٹیلسٹ بنیادی طور پر ہنی کامب سیرامک ​​(یا دھات) کیریئر اور سطح کو چالو کرنے والی کوٹنگ پر مشتمل ہوتا ہے۔متحرک کوٹنگ بڑے رقبہ γ-Al2O3 پر مشتمل ہے، سطح کے رقبے کو مستحکم کرنے کے لیے آکسائیڈ کی مناسب مقدار اور کوٹنگ میں اتپریرک طور پر فعال دھاتی بکھری ہوئی ہے۔مہنگے pt اور RH کی کھپت کو کم کرنے کے لیے، سستی Pd کی کھپت میں اضافہ کریں اور اتپریرک کی لاگت کو کم کریں، آٹوموبائل ایگزاسٹ پیوریفیکیشن کیٹیلسٹ کی کارکردگی کو کم نہ کرنے کی بنیاد پر، CeO2 اور La2O3 کی ایک مخصوص مقدار کو عام طور پر شامل کیا جاتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے Pt-Pd-Rh ٹرنری اتپریرک کی ایکٹیویشن کوٹنگ بہترین اتپریرک اثر کے ساتھ ایک نادر زمینی قیمتی دھاتی ٹرنری کیٹالسٹ بنانے کے لیے۔La2O3(UG-La01) اور CeO2 کو پروموٹرز کے طور پر استعمال کیا گیا تاکہ γ- Al2O3 کی مدد سے نوبل میٹل کیٹیلسٹس کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکے۔تحقیق کے مطابق، CeO2، عظیم دھاتی اتپریرک میں La2O3 کا بنیادی طریقہ کار مندرجہ ذیل ہے:

1. فعال کوٹنگ میں قیمتی دھاتی ذرات کو منتشر رکھنے کے لیے CeO2 کو شامل کرکے فعال کوٹنگ کی اتپریرک سرگرمی کو بہتر بنائیں، تاکہ کیٹلیٹک لیٹیس پوائنٹس کی کمی اور sintering کی وجہ سے ہونے والی سرگرمی کو پہنچنے والے نقصان سے بچایا جا سکے۔CeO2(UG-Ce01) کو Pt/γ-Al2O3 میں شامل کرنے سے γ-Al2O3 پر ایک پرت میں منتشر ہو سکتا ہے (ایک پرت کے پھیلاؤ کی زیادہ سے زیادہ مقدار 0.035g CeO2/g γ-Al2O3 ہے)، جو γ کی سطحی خصوصیات کو تبدیل کرتی ہے۔ -Al2O3 اور Pt کی بازی کی ڈگری کو بہتر بناتا ہے۔ جب CeO2 کا مواد بازی کی حد کے برابر یا اس کے قریب ہوتا ہے، Pt کی بازی کی ڈگری سب سے زیادہ پہنچ جاتی ہے۔CeO2 کی بازی کی حد CeO2 کی بہترین خوراک ہے۔600℃ سے اوپر کے آکسیڈیشن ماحول میں، Rh2O3 اور Al2O3 کے درمیان ٹھوس محلول کی تشکیل کی وجہ سے Rh اپنی ایکٹیویشن کھو دیتا ہے۔CeO2 کا وجود Rh اور Al2O3 کے درمیان رد عمل کو کمزور کر دے گا اور Rh کی فعالیت کو برقرار رکھے گا۔La2O3(UG-La01) Pt الٹرا فائن ذرات کی افزائش کو بھی روک سکتا ہے۔ CeO2 اور La2O3(UG-La01) کو Pd/γ 2al2o3 میں شامل کرنے سے، یہ معلوم ہوا کہ CeO2 کے اضافے نے کیریئر پر Pd کے پھیلاؤ کو فروغ دیا اور ایک پیدا کیا۔ ہم آہنگی کی کمی.Pd کا زیادہ پھیلاؤ اور Pd/γ2Al2O3 پر CeO2 کے ساتھ اس کا تعامل اتپریرک کی اعلی سرگرمی کی کلید ہے۔

2. خود کار طریقے سے ایڈجسٹ ہوا ایندھن کا تناسب (aπ f) جب آٹوموبائل کا ابتدائی درجہ حرارت بڑھتا ہے، یا جب ڈرائیونگ موڈ اور رفتار میں تبدیلی آتی ہے، ایگزاسٹ فلو ریٹ اور ایگزاسٹ گیس کی ساخت تبدیل ہوتی ہے، جس سے آٹوموبائل ایگزاسٹ کے کام کرنے کے حالات خراب ہوتے ہیں۔ گیس پیوریفیکیشن کاتلیسٹ مسلسل تبدیل ہوتا رہتا ہے اور اس کی کیٹلیٹک کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ہوا کے ایندھن کے تناسب کو 1415~1416 کے stoichiometric تناسب سے ایڈجسٹ کرنا ضروری ہے، تاکہ اتپریرک اپنے صاف کرنے کے کام کو مکمل طور پر ادا کر سکے۔CeO2 ایک متغیر والینس آکسائیڈ (Ce4 +ΠCe3+) ہے، جس کی خصوصیات ہیں۔ این ٹائپ سیمی کنڈکٹر، اور اس میں بہترین آکسیجن ذخیرہ کرنے اور رہائی کی گنجائش ہے۔جب A π F تناسب تبدیل ہوتا ہے، تو CeO2 ہوا کے ایندھن کے تناسب کو متحرک طور پر ایڈجسٹ کرنے میں بہترین کردار ادا کر سکتا ہے۔یعنی، O2 اس وقت جاری ہوتا ہے جب CO اور ہائیڈرو کاربن کو آکسائڈائز کرنے میں مدد کے لیے ایندھن اضافی ہوتا ہے۔زیادہ ہوا کی صورت میں، CeO2-x کم کرنے والا کردار ادا کرتا ہے اور NOx کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ NOx کو خارج کرنے والی گیس سے CeO2 حاصل کر سکے۔

3. cocatalyst کا اثر جب aπ f کا مرکب stoichiometric تناسب میں ہوتا ہے، H2, CO, HC کے آکسیڈیشن رد عمل کے علاوہ اور NOx, CeO2 کا کوکیٹیلسٹ کے طور پر کمی کا رد عمل بھی پانی کی گیس کی منتقلی اور بھاپ کی اصلاح کے رد عمل کو تیز کر سکتا ہے اور اس میں کمی لا سکتا ہے۔ CO اور HC کا مواد۔La2O3 پانی کی گیس کی منتقلی کے رد عمل اور ہائیڈرو کاربن بھاپ کی اصلاح کے رد عمل میں تبدیلی کی شرح کو بہتر بنا سکتا ہے۔ پیدا شدہ ہائیڈروجن NOx میں کمی کے لیے فائدہ مند ہے۔میتھانول کے گلنے کے لیے Pd/CeO2 -γ-Al2O3 میں La2O3 کو شامل کرتے ہوئے، یہ پایا گیا کہ La2O3 کے اضافے نے بائی پروڈکٹ ڈائمتھائل ایتھر کی تشکیل کو روکا اور اتپریرک کی اتپریرک سرگرمی کو بہتر بنایا۔جب La2O3 کا مواد 10% ہوتا ہے، تو اتپریرک میں اچھی سرگرمی ہوتی ہے اور میتھانول کی تبدیلی زیادہ سے زیادہ (تقریباً 91.4%) تک پہنچ جاتی ہے۔اس سے پتہ چلتا ہے کہ La2O3 کا γ-Al2O3 کیریئر پر اچھا پھیلاؤ ہے۔ مزید برآں، اس نے γ2Al2O3 کیریئر پر CeO2 کے پھیلاؤ اور بلک آکسیجن کی کمی کو فروغ دیا، Pd کے پھیلاؤ کو مزید بہتر بنایا اور Pd اور CeO2 کے درمیان تعامل کو مزید بہتر بنایا، اس طرح میتھانول کے گلنے کے لئے اتپریرک کی اتپریرک سرگرمی۔

موجودہ ماحولیاتی تحفظ اور توانائی کے نئے استعمال کے عمل کی خصوصیات کے مطابق، چین کو آزادانہ دانشورانہ املاک کے حقوق کے ساتھ اعلیٰ کارکردگی والے نایاب زمینی اتپریرک مواد تیار کرنا چاہیے، نایاب زمین کے وسائل کا موثر استعمال حاصل کرنا چاہیے، نایاب زمینی اتپریرک مواد کی تکنیکی جدت کو فروغ دینا چاہیے، اور چھلانگ کا احساس کرنا چاہیے۔ متعلقہ ہائی ٹیک صنعتی کلسٹرز جیسے نایاب زمین، ماحولیات اور نئی توانائی کو آگے بڑھانا۔

اس وقت کمپنی کی طرف سے فراہم کی جانے والی مصنوعات میں نینو زرکونیا، نینو ٹائٹینیا، نینو ایلومینا، نینو ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ، نینو زنک آکسائیڈ، نینو سلکان آکسائیڈ، نینو میگنیشیم آکسائیڈ، نینو میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ، نینو کاپر آکسائیڈ، نینو یٹری آکسائیڈ، نینو کاپر آکسائیڈ شامل ہیں۔ نینو لینتھینم آکسائیڈ، نینو ٹنگسٹن ٹرائی آکسائیڈ، نینو فیرو فیرک آکسائیڈ، نینو اینٹی بیکٹیریل ایجنٹ اور گرافین۔ مصنوعات کا معیار مستحکم ہے، اور اسے کثیر القومی اداروں نے بیچوں میں خریدا ہے۔

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