Cum'è tutti sapemu, i minerali di terre rare in Cina sò principalmente cumposti da cumpunenti di terre rare leggere, di i quali u lantaniu è u ceriu rapprisentanu più di u 60%. Cù l'espansione di i materiali magnetichi permanenti di terre rare, i materiali luminescenti di terre rare, a polvere di lucidatura di terre rare è e terre rare in l'industria metallurgica in Cina annu dopu annu, a dumanda di terre rare medie è pesanti in u mercatu domesticu cresce ancu rapidamente. Hà causatu un grande accumulu di terre rare leggere in alta abbundanza cum'è Ce, La è Pr, chì porta à un seriu squilibriu trà u sfruttamentu è l'applicazione di e risorse di terre rare in Cina. Si hè trovu chì l'elementi di terre rare leggere mostranu una bona prestazione catalitica è efficacia in u prucessu di reazione chimica per via di a so struttura unica di gusciu elettronicu 4f. Dunque, l'usu di terre rare leggere cum'è materiale cataliticu hè un bonu modu per l'utilizazione cumpleta di e risorse di terre rare. U catalizzatore hè un tipu di sustanza chì pò accelerà a reazione chimica è ùn hè micca cunsumata prima è dopu a reazione. U rinfurzamentu di a ricerca basica di a catalisi di terre rare ùn pò micca solu migliurà l'efficienza di a produzzione, ma ancu risparmià risorse è energia è riduce l'inquinamentu ambientale, chì hè in linea cù a direzzione strategica di u sviluppu sustenibile.
Perchè l'elementi di terre rare anu attività catalitica?
L'elementi di terre rare anu una struttura elettronica esterna speciale (4f), chì agisce cum'è l'atomu cintrali di u cumplessu è hà diversi numeri di cuurdinamentu chì vanu da 6 à 12. A variabilità di u numeru di cuurdinamentu di l'elementi di terre rare determina ch'elli anu una "valenza residuale". Siccomu 4f hà sette orbitali elettronichi di valenza di riserva cù capacità di legame, ghjoca un rolu di "legame chimicu di riserva" o "valenza residuale". Questa capacità hè necessaria per un catalizatore formale. Dunque, l'elementi di terre rare ùn anu micca solu attività catalitica, ma ponu ancu esse aduprati cum'è additivi o cocatalizatori per migliurà e prestazioni catalitiche di i catalizatori, in particulare a capacità anti-invecchiamento è a capacità anti-avvelenamento.
Attualmente, u rolu di l'ossidu di ceriu nano è di l'ossidu di lantaniu nano in u trattamentu di i gasi di scaricu di l'automobile hè diventatu un novu focus.
I cumpunenti dannosi in i gasi di scaricu di l'automobile includenu principalmente CO, HC è NOx. A terra rara aduprata in u catalizatore di purificazione di i gasi di scaricu di l'automobile di terra rara hè principalmente una mistura d'ossidu di ceriu, ossidu di praseodimiu è ossidu di lantaniu. U catalizatore di purificazione di i gasi di scaricu di l'automobile di terra rara hè cumpostu d'ossidi cumplessi di terra rara è cobalt, manganese è piombu. Hè un tipu di catalizatore ternariu cù perovskite, tipu è struttura di spinellu, in u quale l'ossidu di ceriu hè u cumpunente chjave. A causa di e caratteristiche redox di l'ossidu di ceriu, i cumpunenti di i gasi di scaricu ponu esse cuntrullati efficacemente.
U catalizatore di purificazione di scarichi di l'automobile hè cumpostu principalmente di un supportu ceramicu (o metallicu) à favu d'ape è di un rivestimentu attivatu in superficia. U rivestimentu attivatu hè cumpostu di γ-Al2O3 di grande superficia, una quantità adatta d'ossidu per stabilizà a superficia è un metallu cataliticamente attivu dispersu in u rivestimentu. Per riduce u cunsumu di pt è RH cari, aumentà u cunsumu di Pd più economicu è riduce u costu di u catalizatore, cù a premessa di ùn riduce micca e prestazioni di u catalizatore di purificazione di scarichi di l'automobile, una certa quantità di CeO2 è La2O3 sò cumunamente aghjunte à u rivestimentu d'attivazione di u catalizatore ternariu Pt-Pd-Rh cumunamente utilizatu per furmà un catalizatore ternariu di metalli preziosi di terre rare cù un eccellente effettu cataliticu. La2O3 (UG-La01) è CeO2 sò stati utilizati cum'è promotori per migliurà e prestazioni di i catalizatori di metalli nobili supportati da γ-Al2O3. Sicondu a ricerca, CeO2, u mecanismu principale di La2O3 in i catalizatori di metalli nobili hè u seguente:
1. migliurà l'attività catalitica di u rivestimentu attivu aghjunghjendu CeO2 per mantene e particelle di metalli preziosi disperse in u rivestimentu attivu, in modu da evità a riduzione di i punti di reticolo cataliticu è i danni à l'attività causati da a sinterizzazione. L'aghjunta di CeO2 (UG-Ce01) in Pt / γ-Al2O3 pò disperse nantu à γ-Al2O3 in un unicu stratu (a quantità massima di dispersione in un unicu stratu hè 0,035 g CeO2 / g γ-Al2O3), chì cambia e proprietà superficiali di γ-Al2O3 è migliora u gradu di dispersione di Pt. Quandu u cuntenutu di CeO2 hè uguale o vicinu à a soglia di dispersione, u gradu di dispersione di Pt righjunghji u più altu. A soglia di dispersione di CeO2 hè a megliu dosa di CeO2. In l'atmosfera di ossidazione sopra i 600 ℃, Rh perde a so attivazione per via di a furmazione di una soluzione solida trà Rh2O3 è Al2O3. L'esistenza di CeO2 indebulirà a reazione trà Rh è Al2O3 è mantene l'attivazione di Rh. La2O3(UG-La01) pò ancu impedisce a crescita di particelle ultrafine di Pt. Aghjunghjendu CeO2 è La2O3(UG-La01) à Pd/γ2al2o3, hè statu trovu chì l'aghjunta di CeO2 hà prumuvutu a dispersione di Pd nantu à u purtatore è hà pruduttu una riduzione sinergica. L'alta dispersione di Pd è a so interazione cù CeO2 nantu à Pd/γ2Al2O3 sò a chjave di l'alta attività di u catalizatore.
2. Rapportu aria-carburante aghjustatu automaticamente (aπ f) Quandu a temperatura di partenza di l'automobile aumenta, o quandu u modu di guida è a velocità cambianu, a velocità di flussu di scaricu è a cumpusizione di i gasi di scaricu cambianu, ciò chì face chì e cundizioni di travagliu di u catalizatore di purificazione di i gasi di scaricu di l'automobile cambianu constantemente è affetta e so prestazioni catalitiche. Hè necessariu aghjustà u rapportu π di carburante di l'aria à u rapportu stechiometricu di 1415 ~ 1416, affinchì u catalizatore possi dà pienu ghjocu à a so funzione di purificazione. CeO2 hè un ossidu di valenza variabile (Ce4 + Π Ce3 +), chì hà e proprietà di semiconduttore di tipu N, è hà una eccellente capacità di almacenamentu è liberazione di ossigenu. Quandu u rapportu A π F cambia, CeO2 pò ghjucà un rolu eccellente in l'aghjustamentu dinamicu di u rapportu aria-carburante. Vale à dì, O2 hè liberatu quandu u carburante hè in eccessu per aiutà CO è idrocarburi à ossidà; In casu di eccessu d'aria, CeO2-x ghjoca un rolu riduttore è reagisce cù NOx per rimuovere NOx da i gasi di scaricu per ottene CeO2.
3. Effettu di u cocatalizatore Quandu a mistura di aπ f hè in rapportu stechiometricu, in più di a reazione d'ossidazione di H2, CO, HC è a reazione di riduzione di NOx, CeO2 cum'è cocatalizatore pò ancu accelerà a migrazione di u gasu d'acqua è a reazione di reforming di vapore è riduce u cuntenutu di CO è HC. La2O3 pò migliurà a velocità di cunversione in a reazione di migrazione di u gasu d'acqua è a reazione di reforming di vapore d'idrocarburi. L'idrogenu generatu hè beneficu per a riduzione di NOx. Aghjunghjendu La2O3 à Pd/CeO2-γ-Al2O3 per a decomposizione di u metanolu, hè statu trovu chì l'aghjunta di La2O3 hà inibitu a furmazione di etere dimetilicu cum'è sottoproduttu è hà migliuratu l'attività catalitica di u catalizatore. Quandu u cuntenutu di La2O3 hè 10%, u catalizatore hà una bona attività è a cunversione di u metanolu righjunghji u massimu (circa 91,4%). Questu mostra chì La2O3 hà una bona dispersione nantu à u trasportatore γ-Al2O3. Inoltre, hà prumuvutu a dispersione di CeO2 nantu à u trasportatore γ2Al2O3 è a riduzione di l'ossigenu in massa, hà migliuratu ulteriormente a dispersione di Pd è hà rinfurzatu ulteriormente l'interazione trà Pd è CeO2, migliurendu cusì l'attività catalitica di u catalizatore per a decomposizione di u metanolu.
Sicondu e caratteristiche di l'attuale prutezzione ambientale è di u novu prucessu d'utilizazione di l'energia, a Cina duveria sviluppà materiali catalitici di terre rare d'alta prestazione cù diritti di pruprietà intellettuale indipendenti, ottene un usu efficiente di e risorse di terre rare, prumove l'innuvazione tecnologica di i materiali catalitici di terre rare, è realizà un sviluppu in avanti di cluster industriali high-tech cunnessi cum'è terre rare, ambiente è nuove energie.
Attualmente, i prudutti furniti da a cumpagnia includenu nano zirconia, nano titania, nano alumina, nano idrossidu d'aluminiu, nano ossidu di zincu, nano ossidu di siliciu, nano ossidu di magnesiu, nano idrossidu di magnesiu, nano ossidu di rame, nano ossidu d'ittriu, nano ossidu di ceriu, nano ossidu di lantaniu, nano triossidu di tungstenu, nano ossidu ferroferricu, nano agente antibattericu è grafene. A qualità di u pruduttu hè stabile, è hè statu acquistatu in lotti da imprese multinaziunali.
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Data di publicazione: 04-lugliu-2022