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通常稀土是以氧化物（如CeO2、Y2O3等）的形式入催化剂中，在保证催化剂活不变的前提下，可以大幅度减少贵金属的用量，并改善催化剂的性能。稀土在汽车尾气净催化剂的作用是多方面的，主要有如下四个方面。
（1）稀土可提高催化剂的储氧能力
由于氧化铈中铈的价态很容易在三价（Ce2O3）四价（Ce2O2）之间转变，因此可与氧气产生良好的缓冲作用，当尾气中氧含量过剩时，它可吸收氧并储存起来；当尾气中氧不足时，它又可把氧气释放出来，使 CO、HC、NOx等有害气体的氧化还原反应得以进行而被除去。
（2）稀土可提高催化剂载体的稳定性
通常使用的汽车尾气净化催化剂的载体有合金氧化铝等类型，其中合金（如Ni-Cr 、FeCrA1、FeTiAl等）在汽车尾气的高温（有时甚会超过1000℃）下会变得酥脆，但在其中加入稀土（La或Y）就可具有很好的性能（如性和高温抗氧化性能）。活性氧化铝是一种优良的载体，也是一种非稳定态产物，它在高下会逐渐向无活性相态转变而使催化剂失去活性，而加入氧化铈、氧化镧或混合轻稀土氧物后，就能提高它的热稳定性。稀土氧化物还可提高催化剂的机械强度。
（3）稀土可提高氧传感器的性能
汽车尾气净化使用的氧传感器实际上是用稀氧化物稳定的氧化错固体电介质，其导电性能已不是一般半导体中的电子或空穴的移动，而是氧离子的移动，因而可把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。据悉，单一的氧化错传感器，随着温度的升高，晶格体积变大，致使材料结构破坏，不能用于汽车尾气净化中。为此，将稀土氧化物（如Y2O3等）添加到氧化错中，使其形成固溶体电介质，这样使其在高温下也是稳定的萤石型立方晶体结构，这种用氧化稳定的氧化错固溶体，具有良好的抗热震性，可以满足汽车知穿式补餐伯些部牌气净化的要求。
（4）稀可提高催化剂的抗毒能力
汽车尾气中常含有催化物（如硫、磷、铅的氧化物等），当加人 CeO2 后，它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，随尾气一道被净化除去。
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