稀土百科 | 稀土对净化催化剂的作用- 大数跨境

中国稀金谷大数据

2022-04-21

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通常稀土是以氧化物的形式加入催化剂中，稀土氧化物在汽车尾气催化剂中可作为促进剂、活化剂、分散剂、稳定剂以及催化剂组分。在保证催化剂活性不变的前提下，可以大幅度减少贵金属的用量，并改善催化剂的性能。稀土在汽车尾气净化催化剂的作用主要有如下几个方面。

可以提高催化剂的储氧能力

在汽车行驶过程中，促进剂具有调节空燃比和储氧作用。由于实际工况总是在“稀薄燃烧”或“浓缩燃烧”之间变动，因此很难将空燃比控制在理想范围内。

“浓缩燃烧”时，氧气不足，使CO，HC转化下降；“稀薄燃烧”时，氧气过量，造成NO_x的还原困难，稀土氧化物CeO₂可在一定程度上解决这个问题。

可提高催化剂载体的稳定性

目前普遍使用的汽车尾气净化催化剂载体有合金和氧化铝等类型。其中合金在汽车尾气的高温（有时会超过1000℃）下会变得酥脆。当在载体中加入稀土（La或Y）就可以具有很好的性能，如弹性和高温抗氧化性能等均会得到提高。

氧化铝是一种优良的载体，但在高温下会逐失去活性，加入氧化铈或氧化镧或混合轻稀土氧化物后，就能提高热稳定性。

另外，稀土氧化物还可提高催化剂的机械强度。La₂O₃的作用主要是通过提高相变温度来改善载体γ-Al₂O₃的热稳定性，延缓烧结发生。

可提高氧传感器的性能

汽车尾气净化催化剂使用的氧传感器使用稀土氧化物稳定的氧化锆固体电解质，其导电性能是依靠氧离子的移动来实现的，因此通过将氧离子移动时产生的电荷与电极界面上氧的变化联系起来，选择性地对氧进行检测，从而起到氧敏元件的作用。

单一的氧化锆传感器，随着温度的升高，晶格体积会变大，材料结构被破坏，不能用于汽车尾气净化系统中。将稀土氧化物（如Y₂O₃等）添加到氧化锆中，形成氧化钇温度的氧化锆固溶体，使其在高温下也可保持温度的萤石立方结构，具有良好的抗热震性，满足汽车尾气净化的要求。

提高催化剂的抗中毒能力

汽车尾气中常含有催化毒物，如硫、磷、铅的氧化物等。加入CeO₂后，能与硫化物反应生成稳定的Ce₂（SO₄）₃，并在富油燃烧时转变为H₂S，随尾气一起净化消除。

【声明】内容源于网络

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