稀土催化材料在汽車尾氣凈化中的應(yīng)用

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1、2010年第8期56WWW．gdchem．com第37卷總第208期稀土催化材料在汽車尾氣凈化中的應(yīng)用吳少娟(廣州廣一大氣治理工程有限公司，廣東廣州510300)【摘要洋細(xì)敘述了稀圭金屬在纛效催化劑中的作用，綜述近幾年型稀生鈣鈦礦氧化物及鈰鋯混合氧化物用于汽車尾氣催化凈化的研究現(xiàn)狀，展望了稀±催化材料在汽車鼴氣凈化應(yīng)用的發(fā)展方向，攢出納米催化劑將成為2l世紀(jì)主要的催化劑。一【關(guān)鍵鑭】稀士；汽車尾氣；鈣鈦礦}鈰鉛固溶體?！曛喧椃诸愄?hào)IX[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)鷸lA【交章編號(hào)l1oo7A865(2◇10)08~0056ApplicationofRareEarthCatalyticMaterialsf

2、orPurificationofAutomobileExhaustGasWuShaoiuan(GuangzhouGuangYiAirTreatmentEngineeringCo．，Ltd．，Guangzhou510300，China)Abstract：Descriptingtheroleofrareearthinthree—waycatalystindetails，studyingtheresearchsituationofABO3一typeRare—EarthPerovskiteandCe—Zrmixedoxideusedinautomotivecatalyticexhaustpu

3、rificationduringthepastfewyears，AndtheappliedprospectoftherareearthcatalyticmaterialsPurificationofautomobileexhaustwasreviewed．Nano—particlemaybebecomeadominantcatalystinthe21stcentury．Keywords：rareearth；automobileexhaust；perovskite；ceriumzirconiumsolidsolution目前國外廣泛開發(fā)應(yīng)用于汽車尾氣凈化的催化劑基本上貴金屬來擔(dān)當(dāng)催化刺

4、的活性組分，催化還原CO、HC和NO【jJ。是由鉑(Pt)，銠(Rh)等貴金屬組成的。該催化劑雖具有活性高、1．2提高催化劑的抗中毒能力凈化效果好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但是造價(jià)也較高，尤其是Pl、機(jī)動(dòng)車尾氣含有的Pb、S、P等是易使貴金屬三效催化劑Rh等受到資源限制。為了緩解Pt特別是Rh的供應(yīng)與需求之中毒的物質(zhì)，這些物質(zhì)在催化劑的表面活性位置上產(chǎn)生化學(xué)吸間的矛盾，廣泛使用價(jià)格相對(duì)便宜的鈀(Pd)，開發(fā)了Pt，Rh附，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，使催化劑失去了催化活性。稀土具有和Pd組成的催化劑以及鈀催化劑。抗硫化物中毒能力是因?yàn)檫@些有毒物與其生成穩(wěn)定相，如人們發(fā)現(xiàn)用稀土代替部分貴重金屬制成的催化劑

5、成本低，Ce2O3與硫化物反應(yīng)生成穩(wěn)定的Ce2(so4)3。在還原氣氛中，這而且能獲得滿意的凈化效果。稀土汽車尾氣凈化催化劑所用的些硫化物又被釋放出來并在Pt和Rh催化劑上轉(zhuǎn)化成H2S，同稀土主要是以氧化鈰、氧化鐠和氧化鑭的混合物為主，其中氧尾氣一起排出。稀土對(duì)硫化物的轉(zhuǎn)化作用使含稀土的催化劑具化鈰是關(guān)鍵成份。由于氧化鈰的氧化還原特性，有效地控制排有較強(qiáng)的抗中毒能力。研究表明CeO2對(duì)尾氣中S02組分有一放尾氣的組分，能在還原氣氛中供氧，或在氧化氣氛中耗氧。定的儲(chǔ)硫作用。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在貧燃條件下工作時(shí)發(fā)生如下反二氧化鈰還在貴金屬氣氛中起穩(wěn)定作用，以保持催化劑較高的應(yīng)：6CeO~+3SO

6、2_÷ce2(S04)3+2Ce203，在富燃條件下儲(chǔ)存的硫催化活性。所以開發(fā)稀土少貴金屬的汽車尾氣凈化劑，是取稀會(huì)被釋放，從而增強(qiáng)了催化劑的抗s．中毒能力J。土之長補(bǔ)貴金屬貴屬之短，生產(chǎn)出具有實(shí)用性的汽車尾氣凈化1．3提高催化劑的熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度劑。其特點(diǎn)是價(jià)格低、熱穩(wěn)定性好、活性較高、使用壽命長，通常構(gòu)成活化涂層的丫一A12O3在8000(3以上會(huì)轉(zhuǎn)變成因此在汽車尾氣凈化領(lǐng)域備受青睞。0【一A12O3，使密度增加，表面積減少，造成孔隙結(jié)構(gòu)坍塌。并稀土元素外層電子結(jié)構(gòu)相似，稀土元素間的催化性能差別且在1200℃以上活化涂層會(huì)從載體上脫落，使氣體阻力增大，比較小，總的催化活性比不上外

7、層電子結(jié)構(gòu)的過渡元素及貴金催化活性降低。加入CeO2能穩(wěn)定丫一Al2O3晶體結(jié)構(gòu)，使活化屬元素。在現(xiàn)行的實(shí)用工業(yè)催化劑中，稀土一般只用作助催化涂層在高溫下保持穩(wěn)定，抑制活性損失。氧化鈰在還原或中性劑或催化劑中的一種活性組分，很少作為主體催化劑。作為貴氣氛下，在1473K處理數(shù)小時(shí)后仍能保持60m2．g表面積，金屬催化劑的助劑，稀土能夠提高和改變催化劑的性能，其助說明主要以CeA103存在的ce”阻礙了晶體生長和氧化鋁的轉(zhuǎn)劑的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)意義上的堿金屬或