Hepimizin bildiği gibi, Çin'deki nadir toprak mineralleri esas olarak hafif nadir toprak bileşenlerinden oluşur ve bunların %60'ından fazlası lantan ve seryumdan oluşur. Çin'de metalurji endüstrisinde nadir toprak kalıcı mıknatıs malzemeleri, nadir toprak lüminesans malzemeleri, nadir toprak parlatma tozu ve nadir toprakların yıldan yıla genişlemesiyle birlikte, iç pazarda orta ve ağır nadir toprak talebi de hızla artmaktadır. Bu, Ce, La ve Pr gibi yüksek bolluktaki hafif nadir toprakların büyük bir birikimine neden olmuş ve bu da Çin'de nadir toprak kaynaklarının sömürülmesi ve uygulanması arasında ciddi bir dengesizliğe yol açmıştır. Hafif nadir toprak elementlerinin, benzersiz 4f elektron kabuk yapısı nedeniyle kimyasal reaksiyon sürecinde iyi katalitik performans ve etkinlik gösterdiği bulunmuştur. Bu nedenle, hafif nadir toprağı katalitik malzeme olarak kullanmak, nadir toprak kaynaklarının kapsamlı bir şekilde kullanılması için iyi bir yoldur. Katalizör, kimyasal reaksiyonu hızlandırabilen ve reaksiyondan önce ve sonra tüketilmeyen bir tür maddedir. Nadir toprak katalizinin temel araştırmalarının güçlendirilmesi, yalnızca üretim verimliliğini artırmakla kalmayıp aynı zamanda kaynak ve enerji tasarrufu sağlayabilir ve sürdürülebilir kalkınmanın stratejik yönüyle uyumlu olan çevre kirliliğini azaltabilir.
Nadir toprak elementleri neden katalitik aktiviteye sahiptir?
Nadir toprak elementleri, kompleksin merkezi atomu gibi davranan ve 6 ile 12 arasında değişen çeşitli koordinasyon sayılarına sahip özel bir dış elektronik yapıya (4f) sahiptir. Nadir toprak elementlerinin koordinasyon sayısının değişkenliği, bunların “kalıntı değerlik” sahibi olduğunu belirler. 4f, bağlanma yeteneğine sahip yedi yedek değerlik elektron orbitaline sahip olduğundan, “yedek kimyasal bağ” veya “kalıntı değerlik” rolü oynar. Bu yetenek, resmi bir katalizör için gereklidir. Bu nedenle, nadir toprak elementleri yalnızca katalitik aktiviteye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda katalizörlerin katalitik performansını, özellikle yaşlanma karşıtı yeteneği ve zehirlenme karşıtı yeteneğini geliştirmek için katkı maddesi veya eş katalizör olarak da kullanılabilir.
Günümüzde otomobil egzozlarının arıtımında nano seryum oksit ve nano lantan oksitin rolü yeni bir odak noktası haline gelmiştir.
Otomobil egzozundaki zararlı bileşenler çoğunlukla CO, HC ve NOx'tur. Nadir toprak otomobil egzoz arıtma katalizöründe kullanılan nadir toprak çoğunlukla seryum oksit, praseodim oksit ve lantan oksit karışımıdır. Nadir toprak otomobil egzoz arıtma katalizörü, nadir toprak ve kobalt, manganez ve kurşunun kompleks oksitlerinden oluşur. Perovskit, spinel tipi ve yapıya sahip, seryum oksidin temel bileşen olduğu bir tür üçlü katalizördür. Seryum oksidin redoks özellikleri nedeniyle egzoz gazının bileşenleri etkili bir şekilde kontrol edilebilir.
Otomobil egzoz arıtma katalizörü esas olarak petek seramik (veya metal) taşıyıcı ve yüzey aktifleştirilmiş kaplamadan oluşur. Aktifleştirilmiş kaplama, geniş alanlı γ-Al2O3, yüzey alanını stabilize etmek için uygun miktarda oksit ve kaplamada dağılmış katalitik olarak aktif metalden oluşur. Pahalı pt ve RH tüketimini azaltmak, daha ucuz Pd tüketimini artırmak ve katalizör maliyetini düşürmek için, Otomobil egzoz arıtma katalizörünün performansını düşürmeme öncülünde, yaygın olarak kullanılan Pt-Pd-Rh üçlü katalizörünün aktivasyon kaplamasına belirli miktarda CeO2 ve La2O3 eklenerek mükemmel katalitik etkiye sahip nadir toprak değerli metal üçlü katalizör oluşturulur. La2O3 (UG-La01) ve CeO2, γ-Al2O3 destekli soy metal katalizörlerinin performansını iyileştirmek için promotör olarak kullanılmıştır. Araştırmaya göre, CeO2, Soy metal katalizörlerinde La2O3'ün ana mekanizması aşağıdaki gibidir:
1. Aktif kaplamanın katalitik aktivitesini, değerli metal parçacıklarının aktif kaplamada dağılmış halde kalmasını sağlamak için CeO2 ekleyerek geliştirin, böylece katalitik kafes noktalarının azalması ve sinterlemenin neden olduğu aktivitenin zarar görmesi önlenir. Pt/γ-Al2O3'e CeO2(UG-Ce01) eklemek, tek bir katmanda γ-Al2O3 üzerinde dağılabilir (tek katmanlı dağılımın maksimum miktarı 0,035 g CeO2/g γ-Al2O3'tür), bu da γ-Al2O3'ün yüzey özelliklerini değiştirir ve Pt'nin dağılma derecesini iyileştirir. CeO2 içeriği dağılma eşiğine eşit veya yakın olduğunda, Pt'nin dağılma derecesi en yükseğe ulaşır. CeO2'nin dağılma eşiği, CeO2'nin en iyi dozajıdır. 600℃'nin üzerindeki oksidasyon atmosferinde, Rh2O3 ve Al2O3 arasında katı çözelti oluşumu nedeniyle Rh aktivasyonunu kaybeder. CeO2'nin varlığı Rh ve Al2O3 arasındaki reaksiyonu zayıflatacak ve Rh'nin aktivasyonunu koruyacaktır. La2O3(UG-La01) ayrıca Pt ultra ince parçacıklarının büyümesini önleyebilir. Pd/γ 2al2o3'e CeO2 ve La2O3(UG-La01) eklendiğinde, CeO2 eklenmesinin Pd'nin taşıyıcı üzerinde dağılmasını desteklediği ve sinerjik bir indirgeme ürettiği bulunmuştur. Pd'nin yüksek dağılması ve Pd/γ2Al2O3 üzerinde CeO2 ile etkileşimi, katalizörün yüksek aktivitesinin anahtarıdır.
2. Otomatik ayarlı hava-yakıt oranı (aπ f) Otomobilin başlangıç sıcaklığı yükseldiğinde veya sürüş modu ve hızı değiştiğinde, egzoz akış hızı ve egzoz gazı bileşimi değişir, bu da otomobil egzoz gazı arıtma katalizörünün çalışma koşullarını sürekli değiştirir ve katalitik performansını etkiler. Katalizörün arıtma işlevini tam olarak yerine getirebilmesi için havanın π yakıt oranının 1415~1416 stokiyometrik oranına ayarlanması gerekir. CeO2, N tipi yarı iletkenin özelliklerine sahip ve mükemmel oksijen depolama ve salım kapasitesine sahip değişken değerlikli bir oksittir (Ce4 +ΠCe3+). A π F oranı değiştiğinde, CeO2 hava-yakıt oranını dinamik olarak ayarlamada mükemmel bir rol oynayabilir. Yani, yakıt fazla olduğunda O2, CO ve hidrokarbonun oksitlenmesine yardımcı olmak için salınır; Fazla hava olması durumunda CeO2-x indirgeyici rol oynar ve NOx ile reaksiyona girerek egzoz gazından NOx'i uzaklaştırır ve CeO2 elde edilir.
3. Kokatalizörün etkisi aπf karışımı stokiyometrik oranda olduğunda, H2, CO, HC'nin oksidasyon reaksiyonu ve NOx'in indirgenme reaksiyonu dışında, kokatalizör olarak CeO2 de su gazı göçünü ve buhar reformlama reaksiyonunu hızlandırabilir ve CO ve HC içeriğini azaltabilir. La2O3, su gazı göçü reaksiyonunda ve hidrokarbon buhar reformlama reaksiyonunda dönüşüm oranını iyileştirebilir. Oluşan hidrojen NOx indirgemesine faydalıdır. Metanol ayrışması için Pd/CeO2 -γ-Al2O3'e La2O3 eklendiğinde, La2O3 ilavesinin yan ürün dimetil eter oluşumunu engellediği ve katalizörün katalitik aktivitesini iyileştirdiği bulunmuştur. La2O3 içeriği %10 olduğunda, katalizör iyi aktiviteye sahiptir ve metanol dönüşümü maksimuma ulaşır (yaklaşık %91,4). Bu, La2O3'ün γ-Al2O3 taşıyıcısı üzerinde iyi bir dispersiyona sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, γ2Al2O3 taşıyıcısı üzerinde CeO2'nin dispersiyonunu ve toplu oksijenin indirgenmesini teşvik etmiş, Pd'nin dispersiyonunu daha da iyileştirmiş ve Pd ile CeO2 arasındaki etkileşimi daha da artırarak metanol ayrışımı için katalizörün katalitik aktivitesini geliştirmiştir.
Mevcut çevre koruma ve yeni enerji kullanım sürecinin özelliklerine göre Çin, bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip yüksek performanslı nadir toprak katalitik malzemeleri geliştirmeli, nadir toprak kaynaklarının verimli kullanımını sağlamalı, nadir toprak katalitik malzemelerinin teknolojik yeniliğini teşvik etmeli ve nadir toprak, çevre ve yeni enerji gibi ilgili yüksek teknoloji endüstriyel kümelerinin ileriye doğru gelişimini gerçekleştirmelidir.
Şu anda şirket tarafından tedarik edilen ürünler arasında nano zirkonyum, nano titanyum, nano alümina, nano alüminyum hidroksit, nano çinko oksit, nano silikon oksit, nano magnezyum oksit, nano magnezyum hidroksit, nano bakır oksit, nano itriyum oksit, nano seryum oksit, nano lantan oksit, nano tungsten trioksit, nano ferroferrik oksit, nano antibakteriyel madde ve grafen bulunmaktadır. Ürün kalitesi istikrarlıdır ve çok uluslu şirketler tarafından partiler halinde satın alınmıştır.
Tel:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Gönderi zamanı: Tem-04-2022