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近年來,隨著人們生活水平的提高,汽車已經(jīng)在人們的生活中越來越普及,目前的汽車主要還是以燃燒汽油為主。這就避免不了會產(chǎn)生有害的氣體,目前人們已經(jīng)從汽車尾氣中分離出100多種物質(zhì),其中80多種為中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)公布的有害物質(zhì),主要包括:一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化碳、顆粒物(PM)等。在汽車尾氣中,除氮氣、氧氣以及燃燒產(chǎn)物二氧化碳、水蒸氣為無害成分外,其余均為有害成分。因此,控制和解決汽車尾氣污染成為了一個迫切解決的問題。
關(guān)于汽車尾氣催化劑,人民早期使用的大多是普通金屬鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni),其缺點是起燃溫度高、易中毒、催化活性差。之后使用貴金屬鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)等作為催化劑,其具有壽命長、活性高、凈化效果好等優(yōu)點,但是由于貴金屬價格昂貴,成本較高,也容易因磷(P)、硫(S)、鉛(Pb)等而中毒,因此很難推廣。
鈰作為鑭系元素中的一種,可失去一個5d電子和兩個6s電子形成Ce3+,也會因為受4f電子層排布的影響而形成比較穩(wěn)定的4f空軌道,從而形成Ce4+,這種變價特性使其具有較好的氧化還原能力。
由于Ce3+和Ce4+的可逆轉(zhuǎn)換,使得優(yōu)鋯納米氧化鈰具有獨特的儲放氧功能。其過程如下。
儲存氧過程:
Ce2O3+1/2O2=2CeO2
Ce2O3+NO=2CeO2+1/2N2
Ce2O3+H2O=2CeO2+H2
釋放氧過程:
2CeO2+H2=Ce2O3+H2O
2CeO2+CO=Ce2O3+CO2
常用的汽車尾氣催化劑中,CeO2是助催化劑。其功能有兩個:一是儲放氧,氧氣不足時,CeO2轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Ce2O3;氧氣過剩時,Ce2O3轉(zhuǎn)變成CeO2;二是催化劑中的貴金屬微粒受CeO2控制(它隨CecO2微粒的增大而增大,而研究表明,催化劑中的貴金屬微??刂圃诩{米級時才具有很高催化活性)。因此,在汽車尾氣凈化劑中添加優(yōu)鋯UG-CE01納米二氧化鈰相對于添加非納米級二氧化鈰有以下優(yōu)點:蘇州優(yōu)鋯供應(yīng)的納米級氧化鈰的粒子比表面積大,涂層量高,稀土礦物粒度粗,有害雜質(zhì)含量低,增加了儲氧能力;優(yōu)鋯納米氧化鈰處于納米級可控制催化劑中貴金屬微粒處于納米級,保證了在高溫氣氛中崔化劑高的比表面,從而大大提高了催化活性;作為添加劑,可以降低Pt.、Rh用量,自動調(diào)節(jié)空氣燃料比和助催化作用,并能提高載體的熱穩(wěn)定性和機械強度等性能。