Cat catalizzatrice di energia della terra rara

Il ruolo delle terre rare nel catalizzatore presenta principalmente i seguenti aspetti.

1. Principio attivo del catalizzatore di purificazione dei gas di scarico delle automobili

I principali componenti nocivi dei gas di scarico degli autoveicoli sono gli ossidi di carbonio (Hc), l’ossido di carbonio (CO) e gli ossidi di azoto (NO). Le reazioni chimiche nei depuratori comprendono le reazioni di ossidazione e di riduzione. È quindi necessario individuare una sorta di catalizzatore ternario in grado di produrre contemporaneamente reazioni di ossidazione e di riduzione, in modo che il catalizzatore nel tubo di scarico dell’automobile, con l’aiuto della temperatura di scarico e della concentrazione di ossigeno nell’aria, il CO, l’hc e il NO nel gas di coda abbiano contemporaneamente un’azione di ossidoriduzione, in modo da poter essere trasformati in sostanze innocue C02, H20 e N2. Sono state studiate le attività catalitiche di Ce e La. I risultati hanno dimostrato che l’introduzione di Ce02 ha migliorato significativamente le attività di conversione catalitica di CO e NO. Gli ossidi di terre rare possono quindi essere utilizzati come componenti attivi dei catalizzatori per ridurre il Co, l’hc e l’no, completamente o parzialmente, al posto dei metalli nobili.

2 migliorare la capacità antavvelenamento del catalizzatore

Le sostanze quali Pb, S e P contenute nei gas di scarico dei veicoli a motore sono facili da avvelenare il catalizzatore a tre vie dei metalli nobili. Queste sostanze producono il chemisorption sulla superficie attiva del catalizzatore, ostacolando il progresso della reazione e facendo perdere al catalizzatore la sua attività catalitica. La resistenza all’avvelenamento da solfuro è dovuta alla formazione di una fase stabile di queste sostanze tossiche, come la Ce203 e la reazione da solfuro a formare una co2 stabile (S04)3. In un’atmosfera riducente, questi solfuri vengono rilasciati e convertiti In H2S sui catalizzatori Pt e Rh, che vengono espulsi con gas di scarico (producendo un odore di H2S). Le terre rare contenenti catalizzatori hanno una forte resistenza all’avvelenamento a causa della conversione di solfuri sulla superficie diluita. I risultati mostrano che la Ce02 ha un certo effetto di stoccaggio dello zolfo sul componente S02 nei gas di coda. La seguente reazione si verifica quando il motore automobilistico funziona in condizioni di scarsa combustione: 6 Ce02+3S02 - Ce2(S04)3+2C0203, lo zolfo immagazzinato viene rilasciato in condizioni di elevata combustione, aumentando così la capacità di avvelenamento anti-S del catalizzatore.

3. Migliorare la stabilità termica e la resistenza meccanica del catalizzatore

Ya-a1203, che di solito costituisce il rivestimento attivo, si trasformerà in A-A1203 oltre 800 strisce, che aumenta la densità e diminuisce la superficie, causando il collasso della struttura dei pori. E al di sopra di 1200 gradi, il rivestimento attivo si staccerà dal supporto, con conseguente aumento della resistenza ai gas e diminuzione dell’attività catalitica. L’ aggiunta di Ce02 può stabilizzare la struttura cristallina di YA-A1203, mantenere il rivestimento attivo stabile ad alta temperatura e inibire la perdita di attività. L’ossido di cerio ha conservato una superficie di 60 m2·g. 1 dopo il trattamento a 1473 K per diverse ore in atmosfera riducente o neutra, indicando che Ce3+, principalmente in presenza di Ce A1203, ha ostacolato la crescita dei cristalli e la transizione dell’ allumina.

4. Regolazione automatica del rapporto aria-carburante (capacità di immagazzinamento dell’ossigeno aumenta l’attività del catalizzatore)

Intorno al rapporto teorico carburante/aria del funzionamento del motore automobilistico, la composizione del gas di scarico del motore cambia periodicamente. Se si utilizzano le caratteristiche di selezione dei semi, l’ossigeno nel gas di scarico può essere adsorbito e rilasciato in modo reversibile da sostanze chiamate sostanze di immagazzinamento dell’ossigeno, l’amministratore delegato svolge questo ruolo. Numerosi studi hanno dimostrato che l’ossido di cerio e altri ossidi di terre rare hanno la capacità di immagazzinare e rilasciare ossigeno. La Ce02 rilascia 02 nella regione povera di ossigeno, ossida C0 e HC e ne immagazzina 02 nella regione ricca di ossigeno, in modo da controllare la fluttuazione atmosferica nei pressi dei metalli preziosi e stabilizzare il rapporto aria-carburante A/F vicino all’equilibrio stechiometrico, che ha il ruolo di espandere il rapporto aria-carburante e di mantenere l’attività catalitica dei catalizzatori. Il Ce in Ce02 può modificare lo stato di ossidazione (la trasformazione tra Ce4+ e Ce3+), ha un eccellente effetto di stoccaggio e capacità di rilascio di ossigeno, può immagazzinare/rilasciare ossigeno in condizioni di scarsa combustione/combustione ricca, in modo da migliorare il tasso di conversione di CO, HC e NO. (quando il motore è ricco transitorio di petrolio e il gas di scarico è ipossia transitoria, il tetravalent Cc (CeO2) può diventare Ce trivalente (Ce2O3) e rilasciare O2. Quando il motore esaurisce istantaneamente il petrolio e causa il gas di scarico istantaneo ricco di ossigeno, Ce2O3 combinato con O2 e convertito in CeO2, questa è la cosiddetta riserva di ossigeno. L’equazione di reazione è la seguente :2 CeO2- Ce2O3+1/2O2.

5. Il ruolo dell’acceleratore

I gas di scarico delle automobili contengono circa il 10% di vapore acqueo. La Ce02 può favorire la reazione di trasferimento acqua-gas per produrre gas riducenti che possono migliorare il tasso di purificazione del CO nel caso dell’anossia. Al tempo stesso, H2 può essere impiegata nella riduzione di NO per migliorare il tasso di purificazione di NO nella zona ricca di combustione. Per compensare la mancanza di capacità In termini di Pd nella riduzione catalitica del NO nei catalizzatori ad elevato tenore di Pd e nei catalizzatori pieni, è stato aggiunto il La203 alla Pd. Questo catalizzatore PD-LA era completamente comparabile al catalizzatore PT. Rh in prestazioni.