Siç e dimë të gjithë, mineralet e rralla të tokës në Kinë përbëhen kryesisht nga përbërës të lehtë të tokës së rrallë, nga të cilët lantani dhe ceriumi përbëjnë më shumë se 60%. Me zgjerimin e materialeve të magneteve të përhershme të tokës së rrallë, materialeve lumineshente të tokës së rrallë, pluhurit për lustrim të tokës së rrallë dhe tokës së rrallë në industrinë metalurgjike në Kinë nga viti në vit, kërkesa për tokë të rrallë të mesme dhe të rëndë në tregun vendas po rritet gjithashtu me shpejtësi. Kjo ka shkaktuar një grumbull të madh të tokës së rrallë të lehtë me bollëk të lartë si Ce, La dhe Pr, gjë që çon në një çekuilibër serioz midis shfrytëzimit dhe aplikimit të burimeve të tokës së rrallë në Kinë. Është zbuluar se elementët e tokës së rrallë të lehtë tregojnë performancë dhe efikasitet të mirë katalitik në procesin e reaksionit kimik për shkak të strukturës së tyre unike të shtresës elektronike 4f. Prandaj, përdorimi i tokës së rrallë të lehtë si material katalitik është një mënyrë e mirë për shfrytëzimin gjithëpërfshirës të burimeve të tokës së rrallë. Katalizatori është një lloj substance që mund të përshpejtojë reaksionin kimik dhe nuk konsumohet para dhe pas reaksionit. Forcimi i kërkimit bazë të katalizës së tokës së rrallë jo vetëm që mund të përmirësojë efikasitetin e prodhimit, por edhe të kursejë burime dhe energji dhe të zvogëlojë ndotjen e mjedisit, gjë që është në përputhje me drejtimin strategjik të zhvillimit të qëndrueshëm.
Pse elementët e rrallë të tokës kanë aktivitet katalitik?
Elementet e rrallë të tokës kanë një strukturë të veçantë elektronike të jashtme (4f), e cila vepron si atomi qendror i kompleksit dhe ka numra të ndryshëm koordinimi që variojnë nga 6 në 12. Ndryshueshmëria e numrit të koordinimit të elementeve të rrallë të tokës përcakton që ato kanë "valencë mbetëse". Meqenëse 4f ka shtatë orbitale elektronike të valencës rezervë me aftësi lidhjeje, ai luan rolin e "lidhjes kimike rezervë" ose "valencës mbetëse". Kjo aftësi është e nevojshme për një katalizator formal. Prandaj, elementët e rrallë të tokës jo vetëm që kanë aktivitet katalitik, por mund të përdoren gjithashtu si aditivë ose bashkëkatalizatorë për të përmirësuar performancën katalitike të katalizatorëve, veçanërisht aftësinë kundër plakjes dhe aftësinë kundër helmimit.
Aktualisht, roli i oksidit të nanoceriumit dhe oksidit të nanolantanit në trajtimin e shkarkimeve të automobilave është bërë një fokus i ri.
Komponentët e dëmshëm në gazrat e shkarkimit të automobilave përfshijnë kryesisht CO, HC dhe NOx. Lëngu i rrallë i përdorur në katalizatorin e pastrimit të gazrave të rrallë të automobilave është kryesisht një përzierje e oksidit të ceriumit, oksidit të praseodimit dhe oksidit të lantanit. Katalizatori i pastrimit të gazrave të rrallë të automobilave përbëhet nga okside komplekse të tokës së rrallë dhe kobaltit, manganit dhe plumbit. Është një lloj katalizatori ternar me llojin dhe strukturën e perovskitit, spinelit, në të cilin oksidi i ceriumit është përbërësi kryesor. Për shkak të karakteristikave redoks të oksidit të ceriumit, përbërësit e gazit të shkarkimit mund të kontrollohen në mënyrë efektive.
Katalizatori i pastrimit të shkarkimeve të automobilave përbëhet kryesisht nga një bartës qeramik (ose metali) në formë hualli bletësh dhe një shtresë e aktivizuar sipërfaqësore. Shtresa e aktivizuar përbëhet nga γ-Al2O3 me sipërfaqe të madhe, sasi e duhur oksidi për stabilizimin e sipërfaqes dhe metal katalitikisht aktiv i shpërndarë në shtresë. Për të zvogëluar konsumin e pt dhe RH të shtrenjtë, për të rritur konsumin e Pd më të lirë dhe për të zvogëluar koston e katalizatorit. Me premisën e moszvogëlimit të performancës së katalizatorit të pastrimit të shkarkimeve të automobilave, një sasi e caktuar CeO2 dhe La2O3 shtohet zakonisht në shtresën e aktivizimit të katalizatorit ternar Pt-Pd-Rh të përdorur zakonisht për të formuar një katalizator ternar të metaleve të çmuara të tokës së rrallë me efekt të shkëlqyer katalitik. La2O3 (UG-LaO1) dhe CeO2 u përdorën si promotorë për të përmirësuar performancën e katalizatorëve të metaleve fisnike të mbështetur nga γ-Al2O3. Sipas hulumtimit, CeO2, mekanizmi kryesor i La2O3 në katalizatorët e metaleve fisnike është si më poshtë:
1. Përmirësoni aktivitetin katalitik të veshjes aktive duke shtuar CeO2 për të mbajtur grimcat e metaleve të çmuara të shpërndara në veshjen aktive, në mënyrë që të shmangni reduktimin e pikave katalitike të rrjetës dhe dëmtimin e aktivitetit të shkaktuar nga sinterimi. Shtimi i CeO2 (UG-Ce01) në Pt/γ-Al2O3 mund të shpërndahet në γ-Al2O3 në një shtresë të vetme (sasia maksimale e shpërndarjes me një shtresë është 0.035g CeO2/g γ-Al2O3), gjë që ndryshon vetitë sipërfaqësore të γ-Al2O3 dhe përmirëson shkallën e shpërndarjes së Pt. Kur përmbajtja e CeO2 është e barabartë ose afër pragut të shpërndarjes, shkalla e shpërndarjes së Pt arrin nivelin më të lartë. Pragu i shpërndarjes së CeO2 është doza më e mirë e CeO2. Në atmosferën e oksidimit mbi 600℃, Rh humbet aktivizimin e tij për shkak të formimit të tretësirës së ngurtë midis Rh2O3 dhe Al2O3. Ekzistenca e CeO2 do të dobësojë reagimin midis Rh dhe Al2O3 dhe do të mbajë aktivizimin e Rh. La2O3 (UG-La01) mund të parandalojë gjithashtu rritjen e grimcave ultra të imëta të Pt. Duke shtuar CeO2 dhe La2O3 (UG-La01) në Pd/γ2al2o3, u zbulua se shtimi i CeO2 nxiti shpërndarjen e Pd në bartës dhe prodhoi një reduktim sinergjik. Shpërndarja e lartë e Pd dhe bashkëveprimi i tij me CeO2 në Pd/γ2Al2O3 janë çelësi i aktivitetit të lartë të katalizatorit.
2. Raporti ajër-karburant i rregulluar automatikisht (aπ f) Kur temperatura e nisjes së automobilit rritet, ose kur mënyra e drejtimit dhe shpejtësia ndryshojnë, shkalla e rrjedhjes së shkarkimit dhe përbërja e gazit të shkarkimit ndryshojnë, gjë që bën që kushtet e punës së katalizatorit të pastrimit të gazit të shkarkimit të automobilit të ndryshojnë vazhdimisht dhe ndikon në performancën e tij katalitike. Është e nevojshme të rregullohet raporti π i karburantit të ajrit në raportin stekiometrik prej 1415~1416, në mënyrë që katalizatori të mund të luajë plotësisht funksionin e tij të pastrimit. CeO2 është një oksid valence e ndryshueshme (Ce4 +ΠCe3+), i cili ka vetitë e gjysmëpërçuesit të tipit N dhe ka kapacitet të shkëlqyer ruajtjeje dhe çlirimi të oksigjenit. Kur raporti A π F ndryshon, CeO2 mund të luajë një rol të shkëlqyer në rregullimin dinamik të raportit ajër-karburant. Kjo do të thotë, O2 çlirohet kur karburanti është i tepërt për të ndihmuar oksidimin e CO dhe hidrokarbureve; Në rast të ajrit të tepërt, CeO2-x luan një rol reduktues dhe reagon me NOx për të hequr NOx nga gazi i shkarkimit për të marrë CeO2.
3. Efekti i bashkëkatalizatorit Kur përzierja e aπf është në raport stekiometrik, përveç reaksionit të oksidimit të H2, CO, HC dhe reaksionit të reduktimit të NOx, CeO2 si bashkëkatalizator mund të përshpejtojë gjithashtu migrimin e gazit të ujit dhe reaksionin e reformimit me avull dhe të zvogëlojë përmbajtjen e CO dhe HC. La2O3 mund të përmirësojë shkallën e konvertimit në reaksionin e migrimit të gazit të ujit dhe reaksionin e reformimit me avull të hidrokarbureve. Hidrogjeni i gjeneruar është i dobishëm për reduktimin e NOx. Duke shtuar La2O3 në Pd/CeO2-γ-Al2O3 për dekompozimin e metanolit, u zbulua se shtimi i La2O3 pengoi formimin e nënproduktit dimetil eter dhe përmirësoi aktivitetin katalitik të katalizatorit. Kur përmbajtja e La2O3 është 10%, katalizatori ka aktivitet të mirë dhe konvertimi i metanolit arrin maksimumin (rreth 91.4%). Kjo tregon se La2O3 ka shpërndarje të mirë në bartësin γ-Al2O3. Për më tepër, ai nxit shpërndarjen e CeO2 në bartësin γ2Al2O3 dhe reduktimin e oksigjenit në masë, përmirësoi më tej shpërndarjen e Pd dhe rriti më tej bashkëveprimin midis Pd dhe CeO2, duke përmirësuar kështu aktivitetin katalitik të katalizatorit për dekompozimin e metanolit.
Sipas karakteristikave aktuale të mbrojtjes së mjedisit dhe procesit të ri të shfrytëzimit të energjisë, Kina duhet të zhvillojë materiale katalitike të metaleve të rralla me performancë të lartë me të drejta të pavarura të pronësisë intelektuale, të arrijë shfrytëzim efikas të burimeve të metaleve të rralla, të promovojë inovacionin teknologjik të materialeve katalitike të metaleve të rralla dhe të realizojë një zhvillim të shpejtë të grupeve industriale të teknologjisë së lartë të lidhura me to, siç janë metalet e rralla, mjedisi dhe energjia e re.
Aktualisht, produktet e furnizuara nga kompania përfshijnë nanozirkon, nanotitan, nanoaluminë, nanohidroksid alumini, nanooksid zinku, nanooksid silikoni, nanooksid magnezi, nanohidroksid magnezi, nanooksid bakri, nanooksid itriumi, nanooksid ceriumi, nanooksid lantanumi, nanotrioksid tungsteni, nanooksid ferroferik, agjent nanobakterial dhe grafen. Cilësia e produktit është e qëndrueshme dhe është blerë në sasi nga ndërmarrje shumëkombëshe.
Tel:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Koha e postimit: 04 korrik 2022