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Die Rolle von Seltenen Erden im Katalysator hat hauptsächlich die folgenden Aspekte.
1. Wirkstoff des Automobilabgasreinigungskatalysators
Die wichtigsten schädlichen Bestandteile in Autoabgasen sind Kohlenoxide (Hc), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NO). Chemische Reaktionen in Reinigern umfassen Oxidations- und Reduktionsreaktionen. Daher ist es notwendig, eine Art ternären Katalysator zu finden, der gleichzeitig Oxidations- und Reduktionsreaktionen durchführen kann, so dass der Katalysator im Auspuffrohr des Automobils mit Hilfe von Abgastemperatur und Sauerstoffkonzentration in der Luft, das CO, HC und NO im Endgas gleichzeitig REDOX-Wirkung, so dass sie in unbedenkliche Substanzen C02, H20 und N2 umgewandelt werden können. Die katalytischen Tätigkeiten von Ce und La wurden untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Einführung von Ce02 die katalytischen Umwandlungsaktivitäten von CO und NO signifikant verbesserte. Daher können Seltenerdoxide als aktive Komponenten von Katalysatoren verwendet werden, um Co, HC und No ganz oder teilweise anstelle von Edelmetallen zu reduzieren.
2 Verbessern Sie die Anti-Vergiftungsfähigkeit des Katalysators
Die im Kfz-Abgas enthaltenen Substanzen wie Pb, S und P vergiften den Edelmetall-Drei-Wege-Katalysator leicht. Diese Substanzen erzeugen Chemisorption auf der aktiven Oberfläche des Katalysators, was den Fortschritt der Reaktion behindert und den Katalysator seine katalytische Aktivität verlieren lässt. Die Resistenz gegen Sulfidvergiftung ist auf die Bildung einer stabilen Phase dieser toxischen Substanzen wie Ce203 und Sulfidreaktion zurückzuführen, um stabiles C02 (S04) 3 zu bilden. In einer reduzierenden Atmosphäre werden diese Sulfide freigesetzt und an Pt- und Rh-Katalysatoren in H2S umgewandelt, die mit Abgas ausgestoßen werden (wodurch stinkendes H2S entsteht). Der Seltenerd-haltige Katalysator hat eine starke Vergiftungsresistenz aufgrund der Umwandlung von Sulfiden auf der verdünnten Oberfläche. Die Ergebnisse zeigen, dass Ce02 eine gewisse Schwefelspeicherwirkung auf die S02-Komponente im Endgas hat. Die folgende Reaktion tritt auf, wenn der Automobilmotor unter der Bedingung einer schlechten Verbrennung arbeitet: 6 Ce02 + 3S02 - Ce2 (S04) 3 + 2C0203, der gespeicherte Schwefel wird unter der Bedingung einer reichen Verbrennung freigesetzt, wodurch die Anti-S-Vergiftungsfähigkeit des Katalysators verbessert wird.
3. Verbessern Sie die thermische Stabilität und mechanische Festigkeit des Katalysators
Ya-a1203, das normalerweise die aktivierte Beschichtung bildet, verwandelt sich über 800 ° C in A-A1203, was die Dichte erhöht und die Oberfläche verringert, was zum Kollaps der Porenstruktur führt. Und oberhalb von 1200 ° C fällt die aktivierte Beschichtung vom Träger ab, so dass der Gaswiderstand zunimmt und die katalytische Aktivität abnimmt. Die Zugabe von Ce02 kann die Kristallstruktur von YA-A1203 stabilisieren, die aktivierte Beschichtung bei hohen Temperaturen stabil halten und den Aktivitätsverlust hemmen. Ceroxid behielt eine Oberfläche von 60 m2·g. 1 nach der Behandlung bei 1473 K für mehrere Stunden in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre, was darauf hindeutet, dass Ce3+, hauptsächlich in Gegenwart von Ce A1203, das Kristallwachstum und den Aluminiumoxidübergang behinderte.
4. Automatische Anpassung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Sauerstoffspeicherkapazität erhöht die Katalysatoraktivität)
Um das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Automobilmotorbetriebs wird sich die Zusammensetzung des Automobilabgases periodisch ändern. Mit Hilfe der Saatgutauswahleigenschaften kann der Sauerstoff im Abgas reversibel adsorbiert und von Substanzen freigesetzt werden, die als Sauerstoffspeichersubstanzen bezeichnet werden, hat CeO diese Rolle. Viele Studien haben gezeigt, dass Ceroxid und andere Seltenerdoxide die Fähigkeit haben, Sauerstoff zu speichern und freizusetzen. Ce02 setzt 02 in der sauerstoffarmen Region frei, oxidiert C0 und HC und speichert 02 in der sauerstoffreichen Region, um die Atmosphärenschwankungen in der Nähe von Edelmetallen zu kontrollieren und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A / F in der Nähe des stöchiometrischen Gleichgewichts zu stabilisieren, das die Rolle spielt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnisfenster zu erweitern und die katalytische Aktivität von Katalysatoren aufrechtzuerhalten. Ce in Ce02 kann die Oxidationsstufe ändern (die Umwandlung zwischen Ce4 + und Ce3 +), hat eine ausgezeichnete Sauerstoffspeicherwirkung und Sauerstofffreisetzungsfähigkeit, kann Sauerstoff unter den Bedingungen einer schlechten Verbrennung / reichen Verbrennung speichern / freisetzen, um die Umwandlungsrate von CO, HC und NO zu verbessern. (Wenn der Motor reich an transientem Öl ist und das Abgas eine vorübergehende Hypoxie ist, das vierwertige Cc (CeO2) kann zu dreiwertigem Ce(Ce2O3) werden und O2 freisetzen. Wenn der Motor augenblicklich Öl erschöpft und das Abgas augenblicklich sauerstoffreich, Ce2O3 mit O2 kombiniert und in CeO2 umgewandelt hat, ist dies die sogenannte Sauerstoffreserve. Die Reaktionsgleichung lautet wie folgt: 2 CeO2 - Ce2O3 + 1 / 2O2.
5. Die Rolle des Beschleunigers
Autoabgase enthalten etwa l0% Wasserdampf. Ce02 kann die Wasser-Gas-Transferreaktion fördern, um reduzierendes Gas zu erzeugen, was die CO-Reinigungsrate im Falle einer Anoxie verbessern kann. Gleichzeitig kann H2 bei der Reduzierung von NO verwendet werden, um die Reinigungsrate von NO in der verbrennungsreichen Zone zu verbessern. Um die mangelnde Pd-Fähigkeit bei der katalytischen Reduktion von NO in Pd-reichen und vollständigen Pd-Katalysatoren auszugleichen, wurde La203 in Pd aufgenommen. Dieser PD-LA-Katalysator war in der Leistung vollständig mit dem PT. Rh-Katalysator vergleichbar.
