Eins og við öll vitum eru sjaldgæfar jarðmálmar í Kína aðallega úr léttum sjaldgæfum jarðmálmum, þar af eru lantan og seríum meira en 60%. Með aukinni notkun sjaldgæfra jarðmálma með varanlegum seglum, ljósglærandi sjaldgæfra jarðmálma, fægiefnisdufts og sjaldgæfra jarðmálma í málmiðnaði í Kína ár frá ári, eykst eftirspurn eftir miðlungs og þungum sjaldgæfum jarðmálmum á innlendum markaði einnig hratt. Þetta hefur valdið miklum biðstöðum á léttum sjaldgæfum jarðmálmum eins og Ce, La og Pr í miklu magni, sem leiðir til alvarlegs ójafnvægis milli nýtingar og notkunar sjaldgæfra jarðmálma í Kína. Það hefur komið í ljós að létt sjaldgæf jarðmálmefni sýna góða hvataárangur og skilvirkni í efnahvörfum vegna einstakrar 4f rafeindahjúpsbyggingar þeirra. Þess vegna er notkun léttra sjaldgæfra jarðmálma sem hvataefnis góð leið til að nýta sjaldgæfar jarðmálmaauðlindir í heild sinni. Hvati er efni sem getur flýtt fyrir efnahvörfum og er ekki notað fyrir og eftir viðbrögð. Að styrkja grunnrannsóknir á hvötun sjaldgæfra jarðmálma getur ekki aðeins bætt framleiðsluhagkvæmni, heldur einnig sparað auðlindir og orku og dregið úr umhverfismengun, sem er í samræmi við stefnumótun sjálfbærrar þróunar.
Hvers vegna hafa sjaldgæf jarðefni hvatavirkni?
Sjaldgæf jarðefni hafa sérstaka ytri rafeindabyggingu (4f), sem virkar sem miðlægur atóm fléttunnar og hefur mismunandi samhæfingartölur á bilinu 6 til 12. Breytileiki samhæfingartölu sjaldgæfra jarðefna ákvarðar að þau hafa „leifargildi“. Þar sem 4f hefur sjö varagildisrafeindasvigrúm með tengieiginleika, gegnir það hlutverki „varaefnatengis“ eða „leifargildi“. Þessi eiginleiki er nauðsynlegur fyrir formlegan hvata. Þess vegna hafa sjaldgæf jarðefni ekki aðeins hvatavirkni, heldur er einnig hægt að nota þau sem aukefni eða meðhvata til að bæta hvatavirkni hvata, sérstaklega öldrunarvarna- og eitrunarvarnaeiginleika.
Sem stendur hefur hlutverk nanó-seríumoxíðs og nanó-lantanoxíðs við meðhöndlun útblásturs bíla orðið nýtt áhersla.
Skaðleg efni í útblæstri bíla eru aðallega CO, HC og NOx. Sjaldgæfu jarðmálminn sem notaður er í hvata fyrir útblástur úr bílum er aðallega blanda af seríumoxíði, praseódíumoxíði og lantanoxíði. Hvati fyrir útblástur úr bílum er samsettur úr flóknum oxíðum af sjaldgæfum jarðmálmum og kóbalti, mangan og blýi. Þetta er þríþættur hvati með perovskít-, spínell- og uppbyggingu, þar sem seríumoxíð er lykilþátturinn. Vegna redox-eiginleika seríumoxíðs er hægt að stjórna virkni útblásturslofttegundanna á áhrifaríkan hátt.
Hreinsihvatar fyrir útblástur bíla eru aðallega úr hunangsseimakeramík (eða málmi) burðarefni og yfirborðsvirkjuðu húðun. Virkjaða húðin samanstendur af stóru γ-Al2O3, viðeigandi magni af oxíði til að stöðuga yfirborðsflatarmál og hvatavirkum málmi sem er dreift í húðuninni. Til að draga úr notkun dýrs pt og RH, auka notkun ódýrara Pd og lækka kostnað við hvata. Til að draga ekki úr afköstum hvata fyrir útblástur bíla er almennt bætt ákveðnu magni af CeO2 og La2O3 við virkjunarhúðina á algengum Pt-Pd-Rh þríhyrningshvötum til að mynda þríhyrningshvata úr sjaldgæfum jarðmálmum með framúrskarandi hvataáhrifum. La2O3(UG-LaO1) og CeO2 voru notuð sem hvatar til að bæta afköst eðalmálmahvata með γ-Al2O3. Samkvæmt rannsóknum er helsta virkni La2O3 í eðalmálmhvötum eftirfarandi:
1. Bætið hvatavirkni virka húðarinnar með því að bæta við CeO2 til að halda eðalmálmaögnunum dreifðum í virka húðinni, til að forðast minnkun á hvatagrindarpunktum og skemmdir á virkni vegna sintrunar. Með því að bæta CeO2(UG-Ce01) við Pt/γ-Al2O3 er hægt að dreifa því á γ-Al2O3 í einu lagi (hámarksmagn einslags dreifingar er 0,035 g CeO2/g γ-Al2O3), sem breytir yfirborðseiginleikum γ-Al2O3 og bætir dreifingarstig Pt. Þegar CeO2 innihaldið er jafnt eða nálægt dreifingarþröskuldinum nær dreifingarstig Pt hæsta stigi. Dreifingarþröskuldur CeO2 er besti skammturinn af CeO2. Í oxunarlofti yfir 600℃ missir Rh virkjun sína vegna myndunar fastrar lausnar milli Rh2O3 og Al2O3. Tilvist CeO2 mun veikja viðbrögðin milli Rh og Al2O3 og viðhalda virkjun Rh. La₂O₃(UG-LaO₂) getur einnig komið í veg fyrir vöxt fíngerðra Pt-agna. Með því að bæta CeO₂ og La₂O₃(UG-LaO₂) við Pd/γ₂al₂o₃ kom í ljós að viðbót CeO₂ stuðlaði að dreifingu Pd á burðarefninu og olli samverkandi minnkun. Mikil dreifing Pd og víxlverkun þess við CeO₂ á Pd/γ₂Al₂O₃ eru lykillinn að mikilli virkni hvata.
2. Sjálfvirkt stillt loft-eldsneytishlutfall (aπ f) Þegar ræsihitastig bifreiðar hækkar, eða þegar akstursstilling og hraði breytast, breytast útblástursflæðishraði og samsetning útblástursloftsins, sem veldur því að vinnuskilyrði útblásturshreinsunarhvata bifreiðar breytast stöðugt og hefur áhrif á hvatavirkni hans. Nauðsynlegt er að stilla π eldsneytishlutfall loftsins í steikíómetrískt hlutfall upp á 1415~1416, svo að hvatinn geti nýtt hreinsunarhlutverk sitt til fulls. CeO2 er breytilegt gildisoxíð (Ce4 + ΠCe3+), sem hefur eiginleika N-gerð hálfleiðara og hefur framúrskarandi súrefnisgeymslu- og losunargetu. Þegar Aπ F hlutfallið breytist getur CeO2 gegnt frábæru hlutverki í að stilla loft-eldsneytishlutfallið á kraftmikinn hátt. Það er að segja, O2 losnar þegar eldsneyti er umfram til að hjálpa CO og kolvetni að oxast; Ef umfram loft er að ræða gegnir CeO2-x afoxunarhlutverki og hvarfast við NOx til að fjarlægja NOx úr útblástursloftinu til að fá CeO2.
3. Áhrif meðhvata Þegar blanda af aπ f er í steikíómetrísku hlutfalli, auk oxunarviðbragða H2, CO, HC og afoxunarviðbragða NOx, getur CeO2 sem meðhvati einnig flýtt fyrir vatnsgasflutningi og gufuumbreytingarviðbrögðum og dregið úr innihaldi CO og HC. La2O3 getur bætt umbreytingarhraða í vatnsgasflutningsviðbrögðum og kolvetnisgufuumbreytingarviðbrögðum. Vetnið sem myndast er gagnlegt fyrir NOx-afoxunarlækkun. Með því að bæta La2O3 við Pd/CeO2-γ-Al2O3 fyrir metanólniðurbrot kom í ljós að viðbót La2O3 hamlaði myndun aukaafurðar dímetýleters og bætti hvatavirkni hvatans. Þegar La2O3 innihald er 10% hefur hvati góða virkni og metanólumbreytingin nær hámarki (um 91,4%). Þetta sýnir að La₂O₃ dreifist vel á γ-Al₂O₃ burðarefni. Þar að auki stuðlaði það að dreifingu CeO₂ á γ₂Al₂O₃ burðarefni og minnkaði magn súrefnis, batnaði enn frekar dreifingu Pd og jók enn frekar víxlverkunina milli Pd og CeO₂, og batnaði þannig hvatavirkni hvata fyrir niðurbrot metanóls.
Samkvæmt einkennum núverandi umhverfisverndar og nýrra orkunýtingarferla ætti Kína að þróa afkastamikil hvataefni úr sjaldgæfum jarðmálmum með sjálfstæðum hugverkaréttindum, ná fram skilvirkri nýtingu sjaldgæfra jarðauðlinda, stuðla að tækninýjungum í hvataefnum úr sjaldgæfum jarðmálmum og hrinda í framkvæmd stökkbreytingum í skyldum hátækniiðnaðarklasa eins og sjaldgæfum jarðmálmum, umhverfismálum og nýrri orku.
Sem stendur eru vörur sem fyrirtækið útvegar meðal annars nanó-sirkon, nanó-títan, nanó-áloxíð, nanó-álhýdroxíð, nanó-sinkoxíð, nanó-kísilloxíð, nanó-magnesíumoxíð, nanó-magnesíumhýdroxíð, nanó-koparoxíð, nanó-yttríumoxíð, nanó-seríumoxíð, nanó-lantanoxíð, nanó-wolframtríoxíð, nanó-ferróferroxíð, nanó-sýklalyf og grafen. Gæði vörunnar eru stöðug og fjölþjóðleg fyrirtæki hafa keypt hana í lotum.
Sími: 86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Birtingartími: 4. júlí 2022