Som vi alla vet är sällsynta jordartsmetaller i Kina huvudsakligen sammansatta av lätta sällsynta jordartsmetaller, av vilka lantan och cerium står för mer än 60 %.Med expansionen av sällsynta jordartsmetaller permanentmagnetmaterial, sällsynta jordartsmetaller självlysande material, sällsynta jordartsmetaller polerpulver och sällsynta jordartsmetaller i metallurgisk industri i Kina år för år, ökar efterfrågan på medelstora och tunga sällsynta jordartsmetaller på hemmamarknaden också snabbt. Det har orsakat en stor eftersläpning av ljusa sällsynta jordartsmetaller med hög överflöd som Ce, La och Pr, vilket leder till en allvarlig obalans mellan exploatering och användning av sällsynta jordartsmetaller i Kina.Det har visat sig att lätta sällsynta jordartsmetaller visar god katalytisk prestanda och effektivitet i den kemiska reaktionsprocessen på grund av deras unika 4f-elektronskalstruktur.Att använda lätta sällsynta jordartsmetaller som katalytiskt material är därför ett bra sätt för ett omfattande utnyttjande av sällsynta jordartsmetaller.Katalysator är ett slags ämne som kan påskynda kemisk reaktion och som inte konsumeras före och efter reaktionen.Att stärka grundforskningen om katalys av sällsynta jordartsmetaller kan inte bara förbättra produktionseffektiviteten, utan också spara resurser och energi och minska miljöföroreningarna, vilket är i linje med den strategiska riktningen för hållbar utveckling.
Varför har sällsynta jordartsmetaller katalytisk aktivitet?
Sällsynta jordartsmetaller har en speciell yttre elektronisk struktur (4f), som fungerar som den centrala atomen i komplexet och har olika koordinationsnummer som sträcker sig från 6 till 12. Variabiliteten i koordinationstalet för sällsynta jordartsmetaller bestämmer att de har "restvalens" .Eftersom 4f har sju reservvalenselektronorbitaler med bindningsförmåga, spelar den en roll som "backup kemisk bindning" eller "restvalens". Denna förmåga är nödvändig för en formell katalysator.Därför har sällsynta jordartsmetaller inte bara katalytisk aktivitet, utan kan också användas som tillsatser eller samkatalysatorer för att förbättra den katalytiska prestandan hos katalysatorer, särskilt anti-åldringsförmågan och anti-förgiftningsförmågan.
För närvarande har nanoceriumoxidens och nanolantanoxidens roll i behandlingen av bilavgaser blivit ett nytt fokus.
Skadliga komponenter i bilavgaser inkluderar främst CO, HC och NOx.Den sällsynta jordartsmetallen som används i den sällsynta jordartsmetallen avgasreningskatalysator för bilar är huvudsakligen en blandning av ceriumoxid, praseodymoxid och lantanoxid.Katalysatorn för avgasrening av sällsynta jordartsmetaller är sammansatt av komplexa oxider av sällsynta jordartsmetaller och kobolt, mangan och bly.Det är en sorts ternär katalysator med perovskit, spinelltyp och struktur, där ceriumoxid är nyckelkomponenten. På grund av ceriumoxidens redoxegenskaper kan avgasens komponenter kontrolleras effektivt.
Katalysator för bilavgasrening består huvudsakligen av bikakekeramisk (eller metall) bärare och ytaktiverad beläggning.Den aktiverade beläggningen består av stor yta γ-Al2O3, lämplig mängd oxid för att stabilisera ytarean och katalytiskt aktiv metall dispergerad i beläggningen.För att minska förbrukningen av dyra pt och RH, öka förbrukningen av billigare Pd och minska kostnaderna för katalysator, på förutsättningen att man inte minskar prestandan hos bilavgasreningskatalysatorn, tillsätts vanligtvis en viss mängd CeO2 och La2O3 i aktiveringsbeläggning av den vanligt använda ternära Pt-Pd-Rh-katalysatorn för att bilda en ternär katalysator av sällsynt jordartsmetall med utmärkt katalytisk effekt.La2O3(UG-La01) och CeO2 användes som promotorer för att förbättra prestandan hos γ-Al2O3-uppburna ädelmetallkatalysatorer.Enligt forskning, CeO2, Huvudmekanismen för La2O3 i ädelmetallkatalysatorer är följande:
1. förbättra den aktiva beläggningens katalytiska aktivitet genom att tillsätta CeO2 för att hålla ädelmetallpartiklarna dispergerade i den aktiva beläggningen, för att undvika minskningen av katalytiska gitterpunkter och skada på aktiviteten orsakad av sintring.Tillsats av CeO2(UG-Ce01) till Pt/γ-Al2O3 kan dispergeras på γ-Al2O3 i ett enda skikt (den maximala mängden enkelskiktsdispersion är 0,035 g CeO2/g γ-Al2O3), vilket ändrar ytegenskaperna hos γ -Al2O3 och förbättrar dispersionsgraden av Pt. När CeO2-halten är lika med eller nära dispersionströskeln, når dispersionsgraden av Pt den högsta.Dispersionströskeln för CeO2 är den bästa dosen av CeO2.I oxidationsatmosfären över 600 ℃ förlorar Rh sin aktivering på grund av bildandet av fast lösning mellan Rh2O3 och Al2O3.Förekomsten av CeO2 kommer att försvaga reaktionen mellan Rh och Al2O3 och bibehålla aktiveringen av Rh.La2O3(UG-La01) kan också förhindra tillväxten av Pt ultrafina partiklar. Genom att lägga till CeO2 och La2O3(UG-La01) till Pd/γ 2al2o3 fann man att tillsatsen av CeO2 främjade spridningen av Pd på bäraren och gav en synergistisk minskning.Den höga spridningen av Pd och dess interaktion med CeO2 på Pd/γ2Al2O3 är nyckeln till katalysatorns höga aktivitet.
2. Autojusterat luft-bränsleförhållande (aπ f) När bilens starttemperatur stiger, eller när körsättet och hastigheten ändras, ändras avgasflödet och avgassammansättningen, vilket gör att arbetsförhållandena för bilavgaserna ändras gasreningskatalysator förändras ständigt och påverkar dess katalytiska prestanda.Det är nödvändigt att justera π bränsleförhållandet för luft till det stökiometriska förhållandet 1415~1416, så att katalysatorn kan ge fullt spel åt sin reningsfunktion.CeO2 är en variabel valensoxid (Ce4 +ΠCe3+), som har egenskaperna som N-typ halvledare och har utmärkt syrelagrings- och frigöringskapacitet.När A π F-förhållandet ändras kan CeO2 spela en utmärkt roll för att dynamiskt justera luft-bränsleförhållandet.Det vill säga, O2 frigörs när bränslet är överskott för att hjälpa CO och kolväte att oxidera;Vid överskott av luft spelar CeO2-x en reducerande roll och reagerar med NOx för att avlägsna NOx från avgaserna för att erhålla CeO2.
3. Effekt av samkatalysator När blandningen av aπ f är i stökiometriskt förhållande, förutom oxidationsreaktionen av H2, CO, HC och reduktionsreaktionen av NOx, kan CeO2 som samkatalysator också accelerera vattengasmigrationen och ångreformeringsreaktionen och minska innehåll av CO och HC.La2O3 kan förbättra omvandlingshastigheten i vattengasmigreringsreaktion och kolväteångreformeringsreaktion. Det genererade vätet är fördelaktigt för NOx-reduktion.Tillsats av La2O3 till Pd/CeO2-y-Al2O3 för metanolsönderdelning, visade det sig att tillsatsen av La2O3 hämmade bildningen av biprodukt dimetyleter och förbättrade den katalytiska aktiviteten hos katalysatorn.När innehållet av La2O3 är 10 % har katalysatorn god aktivitet och metanolomvandlingen når maximum (ca 91,4 %).Detta visar att La2O3 har god dispersion på γ-Al2O3-bärare. Dessutom främjade det spridningen av CeO2 på γ2Al2O3-bäraren och minskningen av bulksyre, förbättrade ytterligare dispersionen av Pd och ytterligare förbättrade interaktionen mellan Pd och CeO2, vilket förbättrade katalytisk aktivitet hos katalysatorn för metanolnedbrytning.
Enligt egenskaperna hos nuvarande miljöskydd och ny energianvändningsprocess bör Kina utveckla högpresterande katalytiska material för sällsynta jordartsmetaller med oberoende immateriella rättigheter, uppnå ett effektivt utnyttjande av sällsynta jordartsmetaller, främja teknisk innovation av katalytiska material för sällsynta jordartsmetaller och realisera språng - Framåtutveckling av relaterade högteknologiska industrikluster som sällsynta jordartsmetaller, miljö och ny energi.
För närvarande inkluderar de produkter som företaget levererar nanozirkoniumoxid, nanotitanoxid, nanoaluminiumoxid, nanoaluminiumhydroxid, nanozinkoxid, nanokiseloxid, nanomagnesiumoxid, nanomagnesiumhydroxid, nanokopparoxid, nanoyttriumoxid, nanoceriumoxid , nanolantanoxid, nanovolframtrioxid, nanojärnoxid, nanoantibakteriellt medel och grafen. Produktkvaliteten är stabil och den har köpts i omgångar av multinationella företag.
Tel:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Posttid: 23 augusti 2021