ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിൽ നാനോ റെയർ എർത്ത് ഓക്‌സൈഡിന്റെ പ്രയോഗം

നമുക്കെല്ലാവർക്കും അറിയാവുന്നതുപോലെ, ചൈനയിലെ അപൂർവ ഭൂമി ധാതുക്കൾ പ്രധാനമായും നേരിയ അപൂർവ ഭൂമി ഘടകങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണ്, അതിൽ ലാന്തനം, സീരിയം എന്നിവ 60-ൽ കൂടുതൽ വരും. ചൈനയിലെ മെറ്റലർജിക്കൽ വ്യവസായത്തിൽ അപൂർവ ഭൂമി സ്ഥിരമായ കാന്ത വസ്തുക്കൾ, അപൂർവ ഭൂമി പ്രകാശിപ്പിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ, അപൂർവ ഭൂമി പോളിഷിംഗ് പൊടി, അപൂർവ ഭൂമി എന്നിവയുടെ വികാസത്തോടെ, ആഭ്യന്തര വിപണിയിൽ ഇടത്തരം, കനത്ത അപൂർവ ഭൂമിയുടെ ആവശ്യകതയും അതിവേഗം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഇത് Ce, La, Pr തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന സമൃദ്ധമായ പ്രകാശ അപൂർവ ഭൂമിയുടെ വലിയൊരു ബാക്ക്‌ലോഗിന് കാരണമായി, ഇത് ചൈനയിലെ അപൂർവ ഭൂമി വിഭവങ്ങളുടെ ചൂഷണത്തിനും പ്രയോഗത്തിനും ഇടയിൽ ഗുരുതരമായ അസന്തുലിതാവസ്ഥയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ലൈറ്റ് അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ അവയുടെ അതുല്യമായ 4f ഇലക്ട്രോൺ ഷെൽ ഘടന കാരണം രാസപ്രവർത്തന പ്രക്രിയയിൽ നല്ല ഉത്തേജക പ്രകടനവും കാര്യക്ഷമതയും കാണിക്കുന്നുവെന്ന് കണ്ടെത്തി. അതിനാൽ, പ്രകാശ അപൂർവ ഭൂമിയെ ഉത്തേജക വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് അപൂർവ ഭൂമി വിഭവങ്ങളുടെ സമഗ്രമായ ഉപയോഗത്തിന് നല്ലൊരു മാർഗമാണ്. രാസപ്രവർത്തനത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന ഒരു തരം പദാർത്ഥമാണ് കാറ്റലിസ്റ്റ്, പ്രതികരണത്തിന് മുമ്പും ശേഷവും ഇത് ഉപയോഗിക്കില്ല. അപൂർവ ഭൂമി ഉൽപ്രേരണയെക്കുറിച്ചുള്ള അടിസ്ഥാന ഗവേഷണം ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നത് ഉൽപ്പാദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ല, വിഭവങ്ങളും ഊർജ്ജവും ലാഭിക്കുകയും പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും, ഇത് സുസ്ഥിര വികസനത്തിന്റെ തന്ത്രപരമായ ദിശയ്ക്ക് അനുസൃതമാണ്.

എന്തുകൊണ്ടാണ് അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് ഉത്തേജക പ്രവർത്തനം ഉണ്ടാകുന്നത്?

അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് ഒരു പ്രത്യേക ബാഹ്യ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന (4f) ഉണ്ട്, അത് സമുച്ചയത്തിന്റെ കേന്ദ്ര ആറ്റമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ 6 മുതൽ 12 വരെയുള്ള വിവിധ ഏകോപന സംഖ്യകളുമുണ്ട്. അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളുടെ ഏകോപന സംഖ്യയുടെ വ്യതിയാനം അവയ്ക്ക് "അവശിഷ്ട വാലൻസ്" ഉണ്ടെന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നു. 4f-ന് ബോണ്ടിംഗ് കഴിവുള്ള ഏഴ് ബാക്കപ്പ് വാലൻസ് ഇലക്ട്രോൺ ഓർബിറ്റലുകൾ ഉള്ളതിനാൽ, ഇത് "ബാക്കപ്പ് കെമിക്കൽ ബോണ്ട്" അല്ലെങ്കിൽ "അവശിഷ്ട വാലൻസ്" എന്ന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഒരു ഔപചാരിക ഉത്തേജകത്തിന് ഈ കഴിവ് ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് ഉത്തേജക പ്രവർത്തനം മാത്രമല്ല, ഉത്തേജക പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് അഡിറ്റീവുകളോ കോകാറ്റലിസ്റ്റുകളോ ആയി ഉപയോഗിക്കാം, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രായമാകൽ വിരുദ്ധ കഴിവും വിഷബാധ വിരുദ്ധ കഴിവും.

നിലവിൽ, ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് സംസ്‌കരണത്തിൽ നാനോ സീരിയം ഓക്‌സൈഡിന്റെയും നാനോ ലാന്തനം ഓക്‌സൈഡിന്റെയും പങ്ക് പുതിയ ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റിലെ ദോഷകരമായ ഘടകങ്ങളിൽ പ്രധാനമായും CO, HC, NOx എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അപൂർവ എർത്ത് ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് പ്യൂരിഫിക്കേഷൻ കാറ്റലിസ്റ്റിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അപൂർവ എർത്ത് പ്രധാനമായും സീരിയം ഓക്‌സൈഡ്, പ്രസിയോഡൈമിയം ഓക്‌സൈഡ്, ലാന്തനം ഓക്‌സൈഡ് എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ്. അപൂർവ എർത്ത് ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് പ്യൂരിഫിക്കേഷൻ കാറ്റലിസ്റ്റിൽ അപൂർവ എർത്ത്, കൊബാൾട്ട്, മാംഗനീസ്, ലെഡ് എന്നിവയുടെ സങ്കീർണ്ണമായ ഓക്‌സൈഡുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റ്, സ്‌പൈനൽ തരം, ഘടന എന്നിവയുള്ള ഒരു തരം ടെർണറി കാറ്റലിസ്റ്റാണിത്, ഇതിൽ സീരിയം ഓക്‌സൈഡ് പ്രധാന ഘടകമാണ്. സീരിയം ഓക്‌സൈഡിന്റെ റെഡോക്‌സ് സവിശേഷതകൾ കാരണം, എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകത്തിന്റെ ഘടകങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും.

ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ശുദ്ധീകരണ കാറ്റലിസ്റ്റ് പ്രധാനമായും ഹണികോമ്പ് സെറാമിക് (അല്ലെങ്കിൽ ലോഹം) കാരിയർ, സർഫസ് ആക്റ്റിവേറ്റഡ് കോട്ടിംഗ് എന്നിവ ചേർന്നതാണ്. ആക്റ്റിവേറ്റഡ് കോട്ടിംഗിൽ വലിയ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള γ-Al2O3, ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിന് ശരിയായ അളവിൽ ഓക്സൈഡ്, കോട്ടിംഗിൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന കാറ്റലറ്റിക് ആക്റ്റിവേറ്റീവ് ലോഹം എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. വിലകൂടിയ pt, RH എന്നിവയുടെ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിനും, വിലകുറഞ്ഞ Pd യുടെ ഉപഭോഗം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും, കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ വില കുറയ്ക്കുന്നതിനും, ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ശുദ്ധീകരണ കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ പ്രകടനം കുറയ്ക്കാതിരിക്കുന്നതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന Pt-Pd-Rh ടെർണറി കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ ആക്റ്റിവേഷൻ കോട്ടിംഗിലേക്ക് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ CeO2, La2O3 എന്നിവ സാധാരണയായി ചേർക്കുന്നു, മികച്ച കാറ്റലറ്റിക് ഇഫക്റ്റുള്ള ഒരു അപൂർവ എർത്ത് വിലയേറിയ ലോഹ ടെർണറി കാറ്റലിസ്റ്റ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. γ- Al2O3 പിന്തുണയ്ക്കുന്ന നോബിൾ ലോഹ കാറ്റലിസ്റ്റുകളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് La2O3(UG-La01) ഉം CeO2 ഉം പ്രൊമോട്ടർമാരായി ഉപയോഗിച്ചു. ഗവേഷണം അനുസരിച്ച്, CeO2, നോബിൾ ലോഹ കാറ്റലിസ്റ്റുകളിൽ La2O3 ന്റെ പ്രധാന സംവിധാനം ഇപ്രകാരമാണ്:

1. സജീവമായ കോട്ടിംഗിൽ വിലയേറിയ ലോഹ കണികകൾ ചിതറിക്കിടക്കുന്നത് ഒഴിവാക്കാൻ CeO2 ചേർത്ത് സജീവ കോട്ടിംഗിന്റെ കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്തുക, അങ്ങനെ കാറ്റലറ്റിക് ലാറ്റിസ് പോയിന്റുകളുടെ കുറവും സിന്ററിംഗ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രവർത്തനത്തിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുന്നതും ഒഴിവാക്കുക. Pt/γ-Al2O3 ലേക്ക് CeO2(UG-Ce01) ചേർക്കുന്നത് γ-Al2O3-ൽ ഒരൊറ്റ പാളിയിൽ ചിതറാൻ കഴിയും (ഏകദേശം 0.035g CeO2/g γ-Al2O3 ആണ്), ഇത് γ-Al2O3 ന്റെ ഉപരിതല ഗുണങ്ങളെ മാറ്റുകയും Pt യുടെ ഡിസ്‌പർഷൻ ഡിഗ്രി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. CeO2 ഉള്ളടക്കം ഡിസ്‌പർഷൻ ത്രെഷോൾഡിന് തുല്യമോ അടുത്തോ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, Pt യുടെ ഡിസ്‌പർഷൻ ഡിഗ്രി ഏറ്റവും ഉയർന്ന നിലയിലെത്തുന്നു. CeO2 ന്റെ ഡിസ്‌പർഷൻ ത്രെഷോൾഡ് ആണ് CeO2 ന്റെ ഏറ്റവും മികച്ച അളവ്. 600℃ ന് മുകളിലുള്ള ഓക്‌സിഡേഷൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽ, Rh2O3 നും Al2O3 നും ഇടയിൽ ഖര ലായനി രൂപപ്പെടുന്നതിനാൽ Rh അതിന്റെ സജീവമാക്കൽ നഷ്ടപ്പെടുന്നു. CeO2 ന്റെ നിലനിൽപ്പ് Rh നും Al2O3 നും ഇടയിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ദുർബലപ്പെടുത്തുകയും Rh ന്റെ സജീവമാക്കൽ നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യും. La2O3(UG-La01) ന് Pt അൾട്രാഫൈൻ കണങ്ങളുടെ വളർച്ച തടയാനും കഴിയും. Pd/γ 2al2o3 ലേക്ക് CeO2, La2O3(UG-La01) എന്നിവ ചേർക്കുന്നത്, CeO2 ചേർക്കുന്നത് കാരിയറിൽ Pd യുടെ വ്യാപനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ഒരു സിനർജിസ്റ്റിക് റിഡക്ഷൻ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് കണ്ടെത്തി. Pd യുടെ ഉയർന്ന വ്യാപനവും Pd/γ2Al2O3 യിൽ CeO2 യുമായുള്ള അതിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനവുമാണ് ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ ഉയർന്ന പ്രവർത്തനത്തിന്റെ താക്കോൽ.

2. ഓട്ടോ-അഡ്ജസ്റ്റഡ് എയർ-ഇന്ധന അനുപാതം (aπ f) ഓട്ടോമൊബൈലിന്റെ ആരംഭ താപനില ഉയരുമ്പോൾ, അല്ലെങ്കിൽ ഡ്രൈവിംഗ് മോഡും വേഗതയും മാറുമ്പോൾ, എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഫ്ലോ റേറ്റും എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഗ്യാസ് കോമ്പോസിഷനും മാറുന്നു, ഇത് ഓട്ടോമൊബൈൽ എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഗ്യാസ് ശുദ്ധീകരണ കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ നിരന്തരം മാറുകയും അതിന്റെ കാറ്റലറ്റിക് പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വായുവിന്റെ π ഇന്ധന അനുപാതം 1415~1416 എന്ന സ്റ്റോയിക്കിയോമെട്രിക് അനുപാതത്തിലേക്ക് ക്രമീകരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അതുവഴി കാറ്റലിസ്റ്റിന് അതിന്റെ ശുദ്ധീകരണ പ്രവർത്തനത്തിന് പൂർണ്ണമായ പങ്ക് നൽകാൻ കഴിയും. CeO2 ഒരു വേരിയബിൾ വാലൻസ് ഓക്സൈഡാണ് (Ce4 +ΠCe3+), ഇതിന് N-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ മികച്ച ഓക്സിജൻ സംഭരണവും റിലീസ് ശേഷിയുമുണ്ട്. A π F അനുപാതം മാറുമ്പോൾ, വായു-ഇന്ധന അനുപാതം ചലനാത്മകമായി ക്രമീകരിക്കുന്നതിൽ CeO2 ന് മികച്ച പങ്ക് വഹിക്കാൻ കഴിയും. അതായത്, CO, ഹൈഡ്രോകാർബൺ ഓക്‌സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് ഇന്ധനം മിച്ചമാകുമ്പോൾ O2 പുറത്തുവിടുന്നു; അധിക വായുവിന്റെ കാര്യത്തിൽ, CeO2-x ഒരു കുറയ്ക്കുന്ന പങ്ക് വഹിക്കുകയും NOx മായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകത്തിൽ നിന്ന് NOx നീക്കം ചെയ്ത് CeO2 ലഭിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. കോകാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ പ്രഭാവം aπ f ന്റെ മിശ്രിതം സ്റ്റോയിക്കിയോമെട്രിക് അനുപാതത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ, H2, CO, HC യുടെ ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനും NOx ന്റെ റിഡക്ഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനും പുറമേ, കോകാറ്റലിസ്റ്റായി CeO2 ജലവാതക മൈഗ്രേഷനും നീരാവി പരിഷ്കരണ പ്രതിപ്രവർത്തനവും ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും CO, HC എന്നിവയുടെ ഉള്ളടക്കം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. La2O3 ജലവാതക മൈഗ്രേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലും ഹൈഡ്രോകാർബൺ നീരാവി പരിഷ്കരണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലും പരിവർത്തന നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തും. ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ NOx കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഗുണം ചെയ്യും. മെഥനോൾ വിഘടനത്തിനായി La2O3 Pd/ CeO2 -γ-Al2O3 ലേക്ക് ചേർക്കുമ്പോൾ, La2O3 ചേർക്കുന്നത് ഉപോൽപ്പന്നമായ ഡൈമെഥൈൽ ഈതറിന്റെ രൂപീകരണത്തെ തടയുകയും കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തുവെന്ന് കണ്ടെത്തി. La2O3 ന്റെ ഉള്ളടക്കം 10% ആയിരിക്കുമ്പോൾ, കാറ്റലിസ്റ്റിന് നല്ല പ്രവർത്തനമുണ്ട്, മെഥനോൾ പരിവർത്തനം പരമാവധി (ഏകദേശം 91.4%) എത്തുന്നു. ഇത് കാണിക്കുന്നത് La2O3 ന് γ-Al2O3 കാരിയറിൽ നല്ല വ്യാപനം ഉണ്ടെന്നാണ്. കൂടാതെ, ഇത് γ2Al2O3 കാരിയറിൽ CeO2 ന്റെ വ്യാപനത്തെയും ബൾക്ക് ഓക്സിജന്റെ കുറവിനെയും പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു, Pd യുടെ വ്യാപനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തി, Pd യും CeO2 യും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തി, അങ്ങനെ മെഥനോൾ വിഘടനത്തിനുള്ള ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ ഉൽപ്രേരക പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്തി.

നിലവിലെ പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിന്റെയും പുതിയ ഊർജ്ജ വിനിയോഗ പ്രക്രിയയുടെയും സവിശേഷതകൾ അനുസരിച്ച്, ചൈന സ്വതന്ത്ര ബൗദ്ധിക സ്വത്തവകാശങ്ങളുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള അപൂർവ ഭൂമി ഉൽപ്രേരക വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിക്കണം, അപൂർവ ഭൂമി വിഭവങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമമായ ഉപയോഗം കൈവരിക്കണം, അപൂർവ ഭൂമി ഉൽപ്രേരക വസ്തുക്കളുടെ സാങ്കേതിക നവീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കണം, കൂടാതെ അനുബന്ധ ഹൈടെക് വ്യാവസായിക ക്ലസ്റ്ററുകളായ അപൂർവ ഭൂമി, പരിസ്ഥിതി, പുതിയ ഊർജ്ജം എന്നിവയുടെ വികസനം സാക്ഷാത്കരിക്കണം.

നിലവിൽ, കമ്പനി വിതരണം ചെയ്യുന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ നാനോ സിർക്കോണിയ, നാനോ ടൈറ്റാനിയ, നാനോ അലുമിന, നാനോ അലുമിനിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്, നാനോ സിങ്ക് ഓക്സൈഡ്, നാനോ സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡ്, നാനോ മഗ്നീഷ്യം ഓക്സൈഡ്, നാനോ മഗ്നീഷ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്, നാനോ കോപ്പർ ഓക്സൈഡ്, നാനോ യിട്രിയം ഓക്സൈഡ്, നാനോ സെറിയം ഓക്സൈഡ്, നാനോ ലാന്തനം ഓക്സൈഡ്, നാനോ ടങ്സ്റ്റൺ ട്രയോക്സൈഡ്, നാനോ ഫെറോഫെറിക് ഓക്സൈഡ്, നാനോ ആൻറി ബാക്ടീരിയൽ ഏജന്റ്, ഗ്രാഫീൻ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഉൽപ്പന്ന ഗുണനിലവാരം സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ ഇത് ബഹുരാഷ്ട്ര സംരംഭങ്ങൾ ബാച്ചുകളായി വാങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.

ഫോൺ:86-021-20970332, Email:sales@shxlchem.com