Seperti kita ketahui bersama, mineral tanah jarang di Tiongkok sebagian besar terdiri dari komponen tanah jarang ringan, dimana lantanum dan cerium menyumbang lebih dari 60%. Dengan perluasan bahan magnet permanen tanah jarang, bahan luminescent tanah jarang, bubuk pemoles tanah jarang dan tanah jarang di industri metalurgi di Cina dari tahun ke tahun, permintaan tanah jarang sedang dan berat di pasar domestik juga meningkat pesat. Hal ini menyebabkan tumpukan besar logam tanah jarang ringan dengan kelimpahan tinggi seperti Ce, La dan Pr, yang menyebabkan ketidakseimbangan yang serius antara eksploitasi dan penerapan sumber daya tanah jarang di Tiongkok. Ditemukan bahwa unsur tanah jarang ringan menunjukkan kinerja katalitik dan kemanjuran yang baik dalam proses reaksi kimia karena struktur kulit elektron 4f yang unik. Oleh karena itu, Menggunakan tanah jarang ringan sebagai bahan katalitik adalah cara yang baik untuk pemanfaatan sumber daya tanah jarang secara komprehensif. Katalis adalah sejenis zat yang dapat mempercepat reaksi kimia dan tidak dikonsumsi sebelum dan sesudah reaksi. Penguatan penelitian dasar katalisis tanah jarang tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi produksi, tetapi juga menghemat sumber daya dan energi serta mengurangi pencemaran lingkungan, yang sejalan dengan arah strategis pembangunan berkelanjutan.
Mengapa unsur tanah jarang memiliki aktivitas katalitik?
Unsur tanah jarang mempunyai struktur elektron terluar khusus (4f), yang bertindak sebagai atom pusat kompleks dan mempunyai bilangan koordinasi yang bervariasi mulai dari 6 sampai 12. Variabilitas bilangan koordinasi unsur tanah jarang menentukan bahwa unsur tersebut mempunyai “valensi sisa” . Karena 4f memiliki tujuh orbital elektron valensi cadangan dengan kemampuan berikatan, ia berperan sebagai “ikatan kimia cadangan” atau “valensi sisa”. Kemampuan ini diperlukan untuk katalis formal. Oleh karena itu, unsur tanah jarang tidak hanya memiliki aktivitas katalitik, tetapi juga dapat digunakan sebagai bahan tambahan atau kokatalis untuk meningkatkan kinerja katalitik katalis, terutama kemampuan anti penuaan dan kemampuan anti keracunan.
Saat ini, peran nano cerium oksida dan nano lantanum oksida dalam pengolahan knalpot mobil telah menjadi fokus baru.
Komponen berbahaya pada knalpot mobil terutama meliputi CO, HC dan NOx. Tanah jarang yang digunakan dalam katalis pemurnian knalpot mobil tanah jarang terutama merupakan campuran cerium oksida, praseodymium oksida, dan lantanum oksida. Katalis pemurnian knalpot mobil tanah jarang terdiri dari oksida kompleks tanah jarang dan kobalt, mangan, dan timbal. Ini adalah sejenis katalis terner dengan perovskit, jenis dan struktur spinel, di mana cerium oksida adalah komponen kuncinya. Karena karakteristik redoks cerium oksida, komponen gas buang dapat dikontrol secara efektif.
Katalis pemurnian knalpot mobil terutama terdiri dari pembawa keramik sarang lebah (atau logam) dan lapisan yang diaktifkan permukaan. Lapisan teraktivasi terdiri dari γ-Al2O3 dengan area luas, jumlah oksida yang tepat untuk menstabilkan luas permukaan dan logam aktif katalitik yang terdispersi dalam lapisan. Untuk mengurangi konsumsi pt dan RH yang mahal, meningkatkan konsumsi Pd yang lebih murah dan mengurangi biaya katalis, Dengan alasan tidak mengurangi kinerja katalis pemurnian knalpot mobil, sejumlah CeO2 dan La2O3 biasanya ditambahkan ke dalam lapisan aktivasi katalis terner Pt-Pd-Rh yang umum digunakan untuk membentuk katalis terner logam mulia tanah jarang dengan efek katalitik yang sangat baik. La2O3(UG-La01) dan CeO2 digunakan sebagai promotor untuk meningkatkan kinerja katalis logam mulia yang didukung γ-Al2O3. Menurut penelitian CeO2, Mekanisme utama La2O3 pada katalis logam mulia adalah sebagai berikut:
1. meningkatkan aktivitas katalitik lapisan aktif dengan menambahkan CeO2 untuk menjaga partikel logam mulia tetap terdispersi dalam lapisan aktif, sehingga menghindari berkurangnya titik kisi katalitik dan kerusakan aktivitas akibat sintering. Menambahkan CeO2(UG-Ce01) ke dalam Pt/γ-Al2O3 dapat terdispersi pada γ-Al2O3 dalam satu lapisan (jumlah maksimum dispersi satu lapisan adalah 0,035g CeO2/g γ-Al2O3), yang mengubah sifat permukaan γ -Al2O3 dan meningkatkan derajat dispersi Pt. Ketika kandungan CeO2 sama dengan atau mendekati ambang dispersi, maka tingkat dispersi Pt mencapai yang tertinggi. Ambang dispersi CeO2 adalah dosis CeO2 terbaik. Dalam atmosfer oksidasi di atas 600℃, Rh kehilangan aktivasinya karena terbentuknya larutan padat antara Rh2O3 dan Al2O3. Keberadaan CeO2 akan melemahkan reaksi antara Rh dan Al2O3 serta menjaga aktivasi Rh. La2O3(UG-La01) juga dapat mencegah pertumbuhan partikel ultrahalus Pt. Dengan menambahkan CeO2 dan La2O3(UG-La01) ke Pd/γ 2al2o3, ditemukan bahwa penambahan CeO2 mendorong dispersi Pd pada pembawa dan menghasilkan a pengurangan yang sinergis. Tingginya dispersi Pd dan interaksinya dengan CeO2 pada Pd/γ2Al2O3 menjadi kunci tingginya aktivitas katalis.
2. Rasio udara-bahan bakar yang disesuaikan secara otomatis (aπ f) Ketika suhu awal mobil naik, atau ketika mode mengemudi dan kecepatan berubah, laju aliran gas buang dan komposisi gas buang berubah, yang membuat kondisi kerja knalpot mobil katalis pemurnian gas terus berubah dan mempengaruhi kinerja katalitiknya. Rasio bahan bakar udara harus disesuaikan dengan rasio stoikiometri 1415~1416, sehingga katalis dapat menjalankan fungsi pemurniannya secara penuh. CeO2 adalah oksida valensi variabel (Ce4 +ΠCe3+), yang memiliki sifat Semikonduktor tipe-N, dan memiliki kapasitas penyimpanan dan pelepasan oksigen yang sangat baik. Ketika rasio A π F berubah, CeO2 dapat memainkan peran yang sangat baik dalam menyesuaikan rasio udara-bahan bakar secara dinamis. Artinya, O2 dilepaskan ketika bahan bakar berlebih untuk membantu oksidasi CO dan hidrokarbon; Jika terjadi kelebihan udara, CeO2-x berperan mereduksi dan bereaksi dengan NOx untuk menghilangkan NOx dari gas buang untuk memperoleh CeO2.
3. Pengaruh kokatalis Ketika campuran aπ f berada pada perbandingan stoikiometri, selain reaksi oksidasi H2, CO, HC dan reaksi reduksi NOx, CeO2 sebagai kokatalis juga dapat mempercepat migrasi gas air dan reaksi steam reforming serta mereduksi kandungan CO dan HC. La2O3 dapat meningkatkan laju konversi dalam reaksi migrasi gas air dan reaksi pembentukan uap hidrokarbon. Hidrogen yang dihasilkan bermanfaat untuk pengurangan NOx. Menambahkan La2O3 ke Pd/ CeO2 -γ-Al2O3 untuk dekomposisi metanol, ditemukan bahwa penambahan La2O3 menghambat pembentukan produk sampingan dimetil eter dan meningkatkan aktivitas katalitik katalis. Ketika kandungan La2O3 10%, katalis memiliki aktivitas yang baik dan konversi metanol mencapai maksimum (sekitar 91,4%). Hal ini menunjukkan bahwa La2O3 memiliki dispersi yang baik pada pembawa γ-Al2O3. Selain itu, hal ini mendorong dispersi CeO2 pada pembawa γ2Al2O3 dan reduksi oksigen dalam jumlah besar, semakin meningkatkan dispersi Pd dan semakin meningkatkan interaksi antara Pd dan CeO2, sehingga meningkatkan dispersi Pd. aktivitas katalitik katalis dekomposisi metanol.
Sesuai dengan karakteristik proses perlindungan lingkungan dan pemanfaatan energi baru saat ini, Tiongkok harus mengembangkan bahan katalitik tanah jarang berkinerja tinggi dengan hak kekayaan intelektual independen, mencapai pemanfaatan sumber daya tanah jarang secara efisien, mempromosikan inovasi teknologi bahan katalitik tanah jarang, dan mewujudkan lompatan -pengembangan ke depan klaster industri teknologi tinggi terkait seperti tanah jarang, lingkungan hidup, dan energi baru.
Saat ini, produk yang dipasok perusahaan antara lain nano zirkonia, nano titania, nano alumina, nano aluminium hidroksida, nano seng oksida, nano silikon oksida, nano magnesium oksida, nano magnesium hidroksida, nano tembaga oksida, nano yttrium oksida, nano cerium oksida , nano lantanum oksida, nano tungsten trioksida, nano ferroferric oksida, agen antibakteri nano dan graphene. Kualitas produk stabil, dan telah dibeli secara batch oleh perusahaan multinasional.
Telp:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com
Waktu posting: 04 Juli 2022