ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટમાં નેનો રેર અર્થ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ

જેમ આપણે બધા જાણીએ છીએ, ચીનમાં દુર્લભ પૃથ્વીના ખનિજો મુખ્યત્વે હળવા દુર્લભ પૃથ્વી ઘટકોથી બનેલા છે, જેમાંથી લેન્થેનમ અને સેરિયમનો હિસ્સો 60% થી વધુ છે. ચીનમાં ધાતુશાસ્ત્ર ઉદ્યોગમાં દુર્લભ પૃથ્વીના કાયમી ચુંબક પદાર્થો, દુર્લભ પૃથ્વીના તેજસ્વી પદાર્થો, દુર્લભ પૃથ્વી પોલિશિંગ પાવડર અને દુર્લભ પૃથ્વીના વિસ્તરણ સાથે, સ્થાનિક બજારમાં મધ્યમ અને ભારે દુર્લભ પૃથ્વીની માંગ પણ ઝડપથી વધી રહી છે. તેના કારણે Ce, La અને Pr જેવા ઉચ્ચ વિપુલ પ્રમાણમાં પ્રકાશ દુર્લભ પૃથ્વીનો મોટો બેકલોગ થયો છે, જે ચીનમાં દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનોના શોષણ અને ઉપયોગ વચ્ચે ગંભીર અસંતુલન તરફ દોરી જાય છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે પ્રકાશ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો તેમની અનન્ય 4f ઇલેક્ટ્રોન શેલ રચનાને કારણે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયામાં સારી ઉત્પ્રેરક કામગીરી અને અસરકારકતા દર્શાવે છે. તેથી, ઉત્પ્રેરક સામગ્રી તરીકે પ્રકાશ દુર્લભ પૃથ્વીનો ઉપયોગ દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનોના વ્યાપક ઉપયોગ માટે એક સારો માર્ગ છે. ઉત્પ્રેરક એ એક પ્રકારનો પદાર્થ છે જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને વેગ આપી શકે છે અને પ્રતિક્રિયા પહેલાં અને પછી તેનો ઉપયોગ થતો નથી. દુર્લભ પૃથ્વી ઉત્પ્રેરકના મૂળભૂત સંશોધનને મજબૂત બનાવવાથી માત્ર ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થઈ શકે છે, પરંતુ સંસાધનો અને ઊર્જાની બચત પણ થઈ શકે છે અને પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ પણ ઘટાડી શકાય છે, જે ટકાઉ વિકાસની વ્યૂહાત્મક દિશા સાથે સુસંગત છે.

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ શા માટે હોય છે?

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં એક ખાસ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું (4f) હોય છે, જે સંકુલના કેન્દ્રિય અણુ તરીકે કાર્ય કરે છે અને 6 થી 12 સુધીના વિવિધ સંકલન નંબરો ધરાવે છે. દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના સંકલન નંબરની પરિવર્તનશીલતા નક્કી કરે છે કે તેમની પાસે "અવશેષ સંયોજકતા" છે. કારણ કે 4f માં બંધન ક્ષમતા સાથે સાત બેકઅપ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન ઓર્બિટલ્સ છે, તે "બેકઅપ રાસાયણિક બંધન" અથવા "અવશેષ સંયોજકતા" ની ભૂમિકા ભજવે છે. આ ક્ષમતા ઔપચારિક ઉત્પ્રેરક માટે જરૂરી છે. તેથી, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં માત્ર ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ જ નથી હોતી, પરંતુ ઉત્પ્રેરકોના ઉત્પ્રેરક પ્રદર્શન, ખાસ કરીને વૃદ્ધત્વ વિરોધી ક્ષમતા અને ઝેર વિરોધી ક્ષમતાને સુધારવા માટે ઉમેરણો અથવા કોકેટાલિસ્ટ તરીકે પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે.

હાલમાં, ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટની સારવારમાં નેનો સેરિયમ ઓક્સાઇડ અને નેનો લેન્થેનમ ઓક્સાઇડની ભૂમિકા એક નવું ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહી છે.

ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટમાં હાનિકારક ઘટકોમાં મુખ્યત્વે CO, HC અને NOxનો સમાવેશ થાય છે. રેર અર્થ ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરકમાં વપરાતી રેર અર્થ મુખ્યત્વે સેરિયમ ઓક્સાઇડ, પ્રેસોડીમિયમ ઓક્સાઇડ અને લેન્થેનમ ઓક્સાઇડનું મિશ્રણ છે. રેર અર્થ ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરક દુર્લભ પૃથ્વી અને કોબાલ્ટ, મેંગેનીઝ અને સીસાના જટિલ ઓક્સાઇડથી બનેલું છે. તે પેરોવસ્કાઈટ, સ્પિનલ પ્રકાર અને રચના સાથે એક પ્રકારનો ટર્નરી ઉત્પ્રેરક છે, જેમાં સેરિયમ ઓક્સાઇડ મુખ્ય ઘટક છે. સેરિયમ ઓક્સાઇડની રેડોક્સ લાક્ષણિકતાઓને કારણે, એક્ઝોસ્ટ ગેસના ઘટકોને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરક મુખ્યત્વે હનીકોમ્બ સિરામિક (અથવા ધાતુ) વાહક અને સપાટી સક્રિય કોટિંગથી બનેલું છે. સક્રિય કોટિંગ મોટા ક્ષેત્ર γ-Al2O3, સપાટી વિસ્તારને સ્થિર કરવા માટે યોગ્ય માત્રામાં ઓક્સાઇડ અને કોટિંગમાં વિખરાયેલી ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય ધાતુથી બનેલું છે. મોંઘા pt અને RH નો વપરાશ ઘટાડવા, સસ્તા Pd નો વપરાશ વધારવા અને ઉત્પ્રેરકની કિંમત ઘટાડવા માટે, ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરકના પ્રદર્શનમાં ઘટાડો ન કરવાના આધાર પર, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા Pt-Pd-Rh ટર્નરી ઉત્પ્રેરકના સક્રિયકરણ કોટિંગમાં ચોક્કસ માત્રામાં CeO2 અને La2O3 ઉમેરવામાં આવે છે જેથી ઉત્તમ ઉત્પ્રેરક અસર સાથે દુર્લભ પૃથ્વી કિંમતી ધાતુ ટર્નરી ઉત્પ્રેરક બને. γ- Al2O3 સમર્થિત નોબલ મેટલ ઉત્પ્રેરકોના પ્રદર્શનને સુધારવા માટે La2O3(UG-La01) અને CeO2 નો ઉપયોગ પ્રમોટર તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. સંશોધન મુજબ, CeO2, નોબલ મેટલ ઉત્પ્રેરકોમાં La2O3 ની મુખ્ય પદ્ધતિ નીચે મુજબ છે:

1. સક્રિય કોટિંગમાં વિખેરાયેલા કિંમતી ધાતુના કણોને રાખવા માટે CeO2 ઉમેરીને સક્રિય કોટિંગની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં સુધારો કરો, જેથી ઉત્પ્રેરક જાળીના બિંદુઓમાં ઘટાડો અને સિન્ટરિંગને કારણે થતી પ્રવૃત્તિને નુકસાન ટાળી શકાય. Pt/γ-Al2O3 માં CeO2(UG-Ce01) ઉમેરવાથી γ-Al2O3 પર એક જ સ્તરમાં વિખેરાઈ શકે છે (સિંગલ-લેયર વિખેરવાની મહત્તમ માત્રા 0.035g CeO2/g γ-Al2O3 છે), જે γ-Al2O3 ની સપાટીના ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરે છે અને Pt ની વિખેરવાની ડિગ્રીમાં સુધારો કરે છે. જ્યારે CeO2 સામગ્રી વિખેરવાની થ્રેશોલ્ડની બરાબર અથવા તેની નજીક હોય છે, ત્યારે Pt ની વિખેરવાની ડિગ્રી સૌથી વધુ પહોંચે છે. CeO2 ની વિખેરવાની થ્રેશોલ્ડ એ CeO2 ની શ્રેષ્ઠ માત્રા છે. 600℃ થી ઉપરના ઓક્સિડેશન વાતાવરણમાં, Rh2O3 અને Al2O3 વચ્ચે ઘન દ્રાવણની રચનાને કારણે Rh તેનું સક્રિયકરણ ગુમાવે છે. CeO2 નું અસ્તિત્વ Rh અને Al2O3 વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાને નબળી પાડશે અને Rh નું સક્રિયકરણ જાળવી રાખશે. La2O3(UG-La01) Pt અલ્ટ્રાફાઇન કણોના વિકાસને પણ અટકાવી શકે છે. Pd/γ 2al2o3 માં CeO2 અને La2O3(UG-La01) ઉમેરવાથી, એવું જાણવા મળ્યું કે CeO2 ના ઉમેરાથી વાહક પર Pd ના વિક્ષેપને પ્રોત્સાહન મળ્યું અને એક સહિયારી ઘટાડો થયો. Pd નું ઉચ્ચ વિક્ષેપ અને Pd/γ2Al2O3 પર CeO2 સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઉત્પ્રેરકની ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિની ચાવી છે.

2. ઓટો-એડજસ્ટેડ એર-ફ્યુઅલ રેશિયો (aπ f) જ્યારે ઓટોમોબાઈલનું શરૂઆતનું તાપમાન વધે છે, અથવા જ્યારે ડ્રાઇવિંગ મોડ અને ગતિ બદલાય છે, ત્યારે એક્ઝોસ્ટ ફ્લો રેટ અને એક્ઝોસ્ટ ગેસ કમ્પોઝિશન બદલાય છે, જેના કારણે ઓટોમોબાઈલ એક્ઝોસ્ટ ગેસ શુદ્ધિકરણ ઉત્પ્રેરકની કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ સતત બદલાય છે અને તેના ઉત્પ્રેરક પ્રદર્શનને અસર કરે છે. હવાના π ઇંધણ ગુણોત્તરને 1415~1416 ના સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તરમાં સમાયોજિત કરવું જરૂરી છે, જેથી ઉત્પ્રેરક તેના શુદ્ધિકરણ કાર્યને સંપૂર્ણ રીતે ચલાવી શકે.CeO2 એ એક ચલ વેલેન્સ ઓક્સાઇડ (Ce4 +ΠCe3+) છે, જેમાં N-પ્રકારના સેમિકન્ડક્ટરના ગુણધર્મો છે, અને તેમાં ઉત્તમ ઓક્સિજન સંગ્રહ અને પ્રકાશન ક્ષમતા છે. જ્યારે A π F ગુણોત્તર બદલાય છે, ત્યારે CeO2 હવા-ઇંધણ ગુણોત્તરને ગતિશીલ રીતે સમાયોજિત કરવામાં ઉત્તમ ભૂમિકા ભજવી શકે છે. એટલે કે, જ્યારે CO અને હાઇડ્રોકાર્બન ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં મદદ કરવા માટે બળતણ સરપ્લસ હોય ત્યારે O2 મુક્ત થાય છે; વધારાની હવાના કિસ્સામાં, CeO2-x ઘટાડાની ભૂમિકા ભજવે છે અને CeO2 મેળવવા માટે એક્ઝોસ્ટ ગેસમાંથી NOx દૂર કરવા માટે NOx સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

3. કોકેટાલિસ્ટની અસર જ્યારે aπ f નું મિશ્રણ સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તરમાં હોય છે, ત્યારે H2, CO, HC ની ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા અને NOx ની ઘટાડા પ્રતિક્રિયા ઉપરાંત, CeO2 કોકેટાલિસ્ટ તરીકે પાણીના ગેસ સ્થળાંતર અને વરાળ સુધારણા પ્રતિક્રિયાને પણ વેગ આપી શકે છે અને CO અને HC ની સામગ્રી ઘટાડી શકે છે. La2O3 પાણીના ગેસ સ્થળાંતર પ્રતિક્રિયા અને હાઇડ્રોકાર્બન વરાળ સુધારણા પ્રતિક્રિયામાં રૂપાંતર દર સુધારી શકે છે. ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન NOx ઘટાડવા માટે ફાયદાકારક છે. મિથેનોલ વિઘટન માટે Pd/ CeO2 -γ-Al2O3 માં La2O3 ઉમેરવાથી, એવું જાણવા મળ્યું કે La2O3 ઉમેરવાથી બાય-પ્રોડક્ટ ડાયમિથાઇલ ઇથરની રચના અટકાવે છે અને ઉત્પ્રેરકની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં સુધારો થાય છે. જ્યારે La2O3 નું પ્રમાણ 10% હોય છે, ત્યારે ઉત્પ્રેરકમાં સારી પ્રવૃત્તિ હોય છે અને મિથેનોલ રૂપાંતર મહત્તમ (લગભગ 91.4%) સુધી પહોંચે છે. આ દર્શાવે છે કે La2O3 γ-Al2O3 વાહક પર સારું વિક્ષેપ ધરાવે છે. વધુમાં, તેણે γ2Al2O3 વાહક પર CeO2 ના વિક્ષેપ અને બલ્ક ઓક્સિજનના ઘટાડાને પ્રોત્સાહન આપ્યું, Pd ના વિક્ષેપમાં વધુ સુધારો કર્યો અને Pd અને CeO2 વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વધુ વધારી, આમ મિથેનોલ વિઘટન માટે ઉત્પ્રેરકની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં સુધારો કર્યો.

વર્તમાન પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને નવી ઉર્જા ઉપયોગ પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર, ચીને સ્વતંત્ર બૌદ્ધિક સંપદા અધિકારો સાથે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ધરાવતી દુર્લભ પૃથ્વી ઉત્પ્રેરક સામગ્રી વિકસાવવી જોઈએ, દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનોનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ પ્રાપ્ત કરવો જોઈએ, દુર્લભ પૃથ્વી ઉત્પ્રેરક સામગ્રીના તકનીકી નવીનતાને પ્રોત્સાહન આપવું જોઈએ, અને દુર્લભ પૃથ્વી, પર્યાવરણ અને નવી ઉર્જા જેવા સંબંધિત હાઇ-ટેક ઔદ્યોગિક ક્લસ્ટરોના લીપ-ફોરવર્ડ વિકાસને સાકાર કરવો જોઈએ.

હાલમાં, કંપની દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા ઉત્પાદનોમાં નેનો ઝિર્કોનિયા, નેનો ટાઇટેનિયા, નેનો એલ્યુમિના, નેનો એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, નેનો ઝિંક ઓક્સાઇડ, નેનો સિલિકોન ઓક્સાઇડ, નેનો મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ, નેનો મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, નેનો કોપર ઓક્સાઇડ, નેનો યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ, નેનો સેરિયમ ઓક્સાઇડ, નેનો લેન્થેનમ ઓક્સાઇડ, નેનો ટંગસ્ટન ટ્રાયઓક્સાઇડ, નેનો ફેરોફેરિક ઓક્સાઇડ, નેનો એન્ટીબેક્ટેરિયલ એજન્ટ અને ગ્રાફીનનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્પાદનની ગુણવત્તા સ્થિર છે, અને તે બહુરાષ્ટ્રીય સાહસો દ્વારા બેચમાં ખરીદવામાં આવી છે.

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