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(diǎn)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(zhǎng)、活性高、凈化效果好等優(yōu)點(diǎn),但是由于貴金屬價(jià)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(gè)5d電子和兩個(gè)6s電子形成Ce3+,也會(huì)因?yàn)槭?f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(jià)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(dú)特的儲(chǔ)放氧功能。其過程如下。
儲(chǔ)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(gè):一是儲(chǔ)放氧,氧氣不足時(shí),CeO2轉(zhuǎn)變?yōu)镃e2O3;氧氣過剩時(shí),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粒控制在納米級(jí)時(shí)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(duì)于添加非納米級(jí)二氧化鈰有以下優(yōu)點(diǎn):蘇州優(yōu)鋯供應(yīng)的納米級(jí)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(chǔ)氧能力;優(yōu)鋯納米氧化鈰處于納米級(jí)可控制催化劑中貴金屬微粒處于納米級(jí),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(dòng)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(jī)械強(qiáng)度等性能。