Cerio zirconio lantanio praseodimio solido ittrio

Gli ossidi compositi di cerio e zirconio sono ampiamente utilizzati nella catalisi da sorgente mobile a causa delle loro eccellenti proprietà di immagazzinamento e invecchiamento dell’ossigeno. L’ossido composito di cerio e zirconio non solo partecipa alla reazione catalitica, ma svolge anche la funzione di supporto e dispersione del metallo attivo. La modifica della formula dell’ossido composito di cerio e zirconio ha un’evidente influenza sulle sue proprietà fisiche e chimiche e sulle sue proprietà di applicazione. La modifica del rapporto molare dell’ossido composito di cerio e zirconio influenzerà la sua temperatura di riduzione, le sue prestazioni di conservazione dell’ossigeno e di invecchiamento ad alta temperatura, che influenzeranno le prestazioni catalitiche con avviamento a freddo e l’efficienza di utilizzo dei metalli nobili al termine dell’applicazione della catalisi mobile da sorgente.

Tuttavia, nella reazione catalitica dei gas di coda, il catalizzatore a tre vie dovrebbe non solo realizzare la riduzione degli ossidi di azoto, ma anche l’ossidazione del monossido di carbonio e degli idrocarburi che rimangono in combustione incompleta. Per ottenere il tasso di conversione più elevato di questi tre inquinanti, il tenore di ossigeno nel sistema di reazione del carburante deve essere vicino al punto teorico di misurazione della reazione rispetto al carburante. Solo in prossimità del rapporto teorico aria/carburante, il catalizzatore a tre vie può realizzare la massima conversione di ossidi di azoto, monossido di carbonio e idrocarburi. Rapporto aria/carburante definizione: qualità dell’aria consumata dal motore/qualità del carburante consumata dal motore. Quando A/F = 14,6 (λ = 1), in teoria il combustibile può essere completamente bruciato e il gas di scarico dopo combustione può essere convertito nella massima misura possibile di sostanze inquinanti facendo affidamento sulle restanti sostanze comburenti sotto l’azione del catalizzatore. Il rapporto di carburante è controllato automaticamente mediante il sistema a circuito chiuso del sensore.

Tuttavia, nel processo stesso di guida, a causa delle complesse condizioni di lavoro, l’ossigeno inalato è talvolta insufficiente e talvolta eccessivo rispetto al petrolio e al gas iniettati nella bombola. Quando il petrolio e il gas sono eccessivi ( 1), il gas di coda conterrà idrocarburi in eccesso e il monossido di carbonio dovrà essere sottoposto a combustione catalitica, ma il gas di coda per mancanza di ossigeno, con conseguente conversione; Quando l’eccesso d’aria (lambda < 1), i gas di scarico contenenti quantità eccessive di ossigeno, che determinano un elevato numero di ossidi di azoto, la riduzione degli ossidi di azoto dipende principalmente dagli idrocarburi e dal monossido di carbonio; a causa di un eccesso di ossigeno, gli idrocarburi e il monossido di carbonio costituiranno un gran numero di catalizzatori, riducendo in tal modo gli ossidi di azoto, ossidi di azoto che determinano il livello di emissione dei gas.

L’ossido di cerio in una soluzione solida di cerio e zirconio ha due stati di valenza, trivalente e tetravalente, che possono essere liberamente convertiti in determinate condizioni. Quando l’aria contenuta nel gas di coda è eccessiva, il cerio trivalente assorbe ossigeno e viene immagazzinato e convertito contemporaneamente in cerio tetravalente, garantendo così la riduzione degli ossidi di azoto. In assenza di ossigeno nel gas di scarico, il cerio tetravalente rilascia ossigeno per assicurare la piena ossidazione degli idrocarburi e del monossido di carbonio.

Tuttavia, la conversione tra il cerio trivalente e il cerio tetravalent costituisce un problema di equilibrio dinamico. Quando il cerio trivalente viene convertito in cerio tetravalente, il raggio atomico diminuisce e il reticolo della soluzione solida si restringe. La conversione del cerio tetravalent in cerio trivalente porta all’espansione del reticolo della soluzione solida di cerio e zirconio con aumento del raggio atomico. La riduzione e l’espansione del reticolo porteranno all’instabilità della struttura delle soluzioni solide di cerio e zirconio, con conseguente agglomerazione o crollo dei pori, che influenzeranno la durata di vita e l’attività catalitica del catalizzatore.