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稀土催化剂在环境保护中的应用进展(中)
时间:2020年09月17日     【 字体:

汽车尾气净化催化剂随着国家对环境保护的日益重视, 机动车尾气排放标准更加苛刻。因此, 开发高性能的三效催化 剂具有重要意义。以贵金属 Pt、Pd和 Rh为活性组 分, 以 γ-Al2O3 为载体的三元催化转化装置, 能同时净化尾气中的 CO、碳氢化合物 (HC)和 NOx等有害气体,在机动车尾气净化中得到广泛的应用。这种催化剂使用的大量贵金属 Pt、Pd和 Rh等 ,价格昂贵, 限制了其使用范围 , 同时, 负载活性成分 γ- Al2O3 的热稳定性也受到影响 。因此,寻找既能替代贵金属 ,又能提高 γ-Al2O3热稳定性,同时能净化尾气中的 CO、HC和 NOx的新型催化体系成为研究的热点。稀土催化材料在汽车尾气净化中表现出优良的性能 。大量实验研究表明, 稀土材料可以有效抑制 γ-Al2O3 高温烧结 ,提高催化剂的耐热性能、贵金属的分散度、催化剂的抗中毒和耐久性能,改善催化剂的储氧能力等 。这些催化剂中研究最广泛的是 CeO2 -ZrO2固溶体催化剂 。基于 CeO2 高的储放氧气的能力在汽车尾气催化净化中的独特作用, 有关 CeO2 基催化剂储放氧能力影响因素的研究较多, 一般认为其他化学杂质的介入和 CeO2- ZrO2 结构组成的均匀性对催化剂 OSC的影响较大 。

为了减缓全球能源短缺压力和限制二氧化碳温室气体的排放 ,稀燃柴油发动机的开发和应用将成为全球汽车工业的发展方向 。传统的三效催化剂在富氧条件下虽然仍可催化氧化 CO和 HC,但对 NOx 的还原活性却很低。因此, 开发富氧条件下高性能的 NO选择性还原催化剂的研究备受关注。研究发 现许多稀土材料催化剂在富氧条件下也具有较好的直接催化还原 NOx的活性, 如 MnOx CeO2Cu/Ag/CeO2 -ZrO2  Pd/Ce0.68Zr0.32 O2 等。 HeHong等经过多年的研究开发出的Ag/Al2O3-C2H5 OH组合体系,不仅选择性催化还原 NO的活性良好, 还具备良好的抗水耐硫性能。近年来, 结合纳米材料的高表面活性与稀土材料在催化剂中的助剂特性, 开发出纳米稀土复合氧化物催化剂,为稀土材料在环境催化领域的应用和发展开创了新的方向。