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1、第21卷第2期中国稀土学报2003年4月Vol.21№.2JOURNALOFTHECHINESERAREEARTHSOCIETYApr.2003X氧化铈和氧化镧在汽车尾气净化催化剂中的应用3杨春生,陈建华(盐城工学院材料系,江苏盐城224003)摘要:阐述了稀土元素应用于汽车尾气净化催化剂的意义,讨论了氧化铈和氧化镧的催化作用机制及其影响因素,并对其发展前景进行了展望。汽车尾气净化普遍使用铂铑基贵金属三元催化剂。为了解决Pt,Rh的供需矛盾,应用稀土(氧化铈和氧化镧)作为添加剂,降低Pt,Rh用量、扩大Pd基催化剂应用是研究开发的热点。据研究,氧化铈和氧化
2、镧催化作用机制主要是提高活性涂层的催化活性,自动调节空气燃料比和助催化作用,并能提高载体的热稳定性和机械强度等性能。影响氧化铈和氧化镧催化性能的因素主要为共助作用、添加方法、ZrO2,CuO,AgO等其他氧化物的协同作用。关键词:无机非金属材料;氧化铈;氧化镧;催化剂;汽车;稀土中图分类号:O643136文献标识码:A文章编号:1000-4343(2003)02-0129-04近年来,随着经济发展和人民生活水平提高,散在涂层内的具有催化活性的金属所组成。为了我国的汽车拥有量急剧增加,对城市环境造成很减少昂贵的Pt,Rh用量,增加较便宜的Pd用量,大压力,汽
3、车尾气净化处理成为迫切需要解决的降低催化剂成本,在不降低汽车尾气净化催化剂大问题。各项性能的前提下,常用的Pt2Pd2Rh三元催化剂目前,普遍使用的铂铑基贵金属三元催化剂的活化涂层中,一般都采用共浸渍法加入一定量主要通过Pt的氧化作用净化HC,CO,通过Rh的的CeO2及La2O3,构成催化效果优异的稀土2贵金还原作用净化NOx。为解决Pt,Rh的供需矛盾,发属三元催化剂。La2O3和CeO2作为助剂来改进γ2达国家开发先进的载体制备工艺,改善涂层工艺,Al2O3负载贵金属催化剂的性能。据研究,CeO2,减少单位体积催化剂中Pt,Rh的负载量,应用价La2
4、O3在贵金属催化剂中的主要作用机制如下:格相对便宜Pd2Rh等富Pd催化剂,并加强Pt族金1.1提高活性涂层的催化活性属的回收利用,取得明显成效。但是,这些措施仍加入CeO2使活性涂层中贵金属颗粒保持分不足以满足对高效尾气净化催化剂日益增长的需散,避免因烧结而导致催化格点减少,使活性受要。因此,国内外特别是美、日、欧早在80年代末损。在Pt/γ2Al2O3中添加CeO2,由于CeO2能在γ2就已经开展稀土(主要是氧化铈和氧化镧)作为添Al2O3上单层分散(最大单层分散量为01035g加剂,降低铂铑用量、扩大Pd基催化剂应用方面CeO2Pgγ2Al2O3),
5、改变了γ2Al2O3的表面性质,从[1]的研究开发。本文对目前国内外氧化铈和氧化镧而提高了Pt的分散度。当CeO2含量等于或接近于应用于汽车尾气净化催化剂的研究开发情况作了分散阈值时,Pt的分散度达到最高。CeO2的分散扼要评述。[2]阈值即为它的最佳添加用量。Rh在600℃以上1氧化铈和氧化镧的作用机制氧化气氛中,因高温氧化生成的Rh2O3与Al2O3形汽车尾气净化催化剂主要由蜂窝状陶瓷(或金成固溶体而失去活化作用。CeO2的存在将减弱Rh属)载体及表面活化涂层所组成。活化涂层由大面与Al2O3之间的反应,保持Rh的活化作用。La2O3积γ2Al2O3、
6、适量起稳定表面积作用的氧化物及弥也能防止Pt超微细粒长大。将CeO2和La2O3添加X收稿日期:2002-10-10;修订日期:2003-01-20基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BK2002044)作者简介:杨春生(1952-),男,江苏盐城人,硕士,教授3通讯联系人(E2mail:jhchen77@163.com)©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net130中国稀土学报21卷到PdPγ2Al2O3后发
7、现,CeO2的加入促进了Pd在载Rh催化剂媲美。体上的分散,并且产生一种协同还原作用。Pd的在Pd/CeO22γ2Al2O3中添加La2O3,用于催化甲高度分散及其与CeO2在Pd/γ2Al2O3上的相互作用醇分解时发现,La2O3的加入抑制了副产物二甲醚[3]是催化剂具有高活性的关键。的生成,提高催化剂的催化活性。当La2O3含量为CeO2还是一种有效的烃类氧化催化剂。在考10%时,催化剂活性好,甲醇转化率达到极大值察Pt/CeO2上CO氧化时发现Pt和CeO2界面处的(约91.4%)。这说明La2O3自身在γ2Al2O3载体上晶格氧起着重要作用。在真空
8、或还原气氛中CeO2的分散性很好,并且促进了CeO2在γ2Al2O
