촉매에서 희토류의 역할은 주로 다음과 같은 측면이 있다.
1. 자동차 배기 정화 촉매의 활성 성분
자동차 배기가스의 주요 유해 성분은 산화탄소 (Hc), 일산화탄소 (CO), 질소산화물 (NO)이다.정화기의 화학반응에는 산화반응과 환원반응이 있다.따라서 산화와 환원 반응을 동시에 할 수 있는 일종의 3차 촉매를 찾아내어 배기가스 온도와 공기 중 산소 농도의 도움을 받아 자동차의 배기관 내 촉매, 산화환원 작용을 동시에 하는 꼬리가스 내 CO, HC, NO 가 무해한 물질인 C02, H20, N2로 전환될 수 있도록 해야 한다.Ce와 La의 촉매 활성을 연구하였다.그 결과 Ce02의 도입으로 CO와 NO의 촉매전환 활성이 현저히 향상됨을 알 수 있었다.따라서 희토류 산화물은 비활성 금속 대신 Co, HC 및 No 완전 또는 부분적으로 환원하기위한 촉매의 활성 성분으로 사용될 수 있습니다.
2 촉매의 항 중독 능력을 향상시킵니다
자동차 배기가스에 포함된 Pb, S, P와 같은 물질은 고귀한 금속 삼원촉매에 독이 되기 쉽다.이러한 물질들은 촉매의 활성표면에서 화학성화를 일으켜 반응의 진행을 방해하고 촉매가 촉매활성을 잃게 한다.황화물 중독에 대한 저항성은 Ce203과 황화물 반응으로 안정한 C02(S04)3을 형성하는 것과 같은 이러한 독성 물질의 안정적인 상이 형성되기 때문이다.환원 분위기에서 이러한 황화물은 방출되어 Pt 및 Rh 촉매에서 H2S로 전환되며, 배기가스와 함께 배출됩니다 (냄새나는 H2S 생성).희토류 함유 촉매는 희석 표면에 황화물이 전환되기 때문에 중독에 강한 저항성을 갖는다.그 결과 Ce02는 꼬리가스 중 S02 성분에 대해 특정 황 저장 효과가 있음을 알 수 있습니다.다음 반응은 자동차 엔진이 불량 연소 조건에서 작동 할 때 발생합니다:6 Ce02+3S02-Ce2(S04)3+2C0203, 저장된 황은 풍부한 연소 조건에서 방출되어 촉매의 항 s 중독 능력을 향상시킵니다.
3. 촉매의 열 안정성 및 기계적 강도를 향상시킵니다
일반적으로 활성화된 코팅을 구성하는 Ya-a1203은 800℃ 이상에서는 A-A1203으로 변형되어 밀도가 증가하고 표면적이 감소하여 세공 구조가 붕괴됩니다.그리고 1200℃ 이상에서는 활성화 된 코팅이 지지대에서 떨어져 나와 가스 저항이 증가하고 촉매 활성이 감소합니다.Ce02를 첨가하면 YA-A1203의 결정 구조를 안정화하고, 활성화된 코팅을 고온에서 안정적으로 유지할 수 있으며, 활성 손실을 억제할 수 있다.산화세륨은 60 m2·g의 표면적을 유지하였다.환원 분위기 또는 중성 분위기에서 몇 시간 동안 1473 K에서 처리한 후 1, Ce3+는 주로 Ce A1203의 존재하에 결정성장과 알루미나 전이를 방해함을 알 수 있었다.
4. 공기 연료 비율 자동 조정 (산소 저장 용량 증가 촉매 활성)
자동차 엔진 운전의 이론적인 공기 연료 비율을 중심으로 자동차 배기가스의 조성은 주기적으로 변화하게 된다.씨앗 선택 특성을 이용해 배기가스 내 산소를 가역적으로 흡착해 산소저장물질이라는 물질을 배출할 수 있는데 CeO는 이런 역할을 한다.많은 연구에서 산화세륨과 기타 희토류산화물은 산소를 저장하고 방출하는 능력이 있다는것을 발견하였다.Ce02는 산소가 부족한 영역에서 02를 방출하고 C0와 HC를 산화시키고 산소가 풍부한 영역에서 02를 저장하여 귀금속 근처의 대기 요동을 제어하고 stoichiometric equilibrium 근처에서 공기 연료 비율 A/F를 안정화시켜 공기 연료 비율 창을 확장하고 촉매의 촉매 활성을 유지하는 역할을 합니다.Ce02의 Ce는 산화 상태 (Ce4+와 Ce3+ 사이의 변환)를 변화시킬 수 있으며, 우수한 산소 저장 효과 및 산소 방출 능력을 가지며, CO, HC 및 NO의 전환율을 향상시키기 위해 열악한 연소/풍부한 연소의 조건에서 산소를 저장/방출할 수 있습니다.(엔진이 일시적 오일이 풍부하고 배기가스가 일시적 저산소증일 때, 4 중 Cc (CeO2)는 3 중 Ce(Ce2O3) 가 되어 O2를 방출할 수 있다.엔진 순간 고갈된 오일과 배기가스 순간 산소가 풍부한 Ce2O3가 O2와 결합하여 CeO2로 변환될 때, 이것이 이른바 산소 비축량입니다.반응식은 다음과 같다:2 CeO2---Ce2O3+1/2O2.
5. 엑셀러레이터 (accelerant)의 역할
자동차 배기가스에는 약 l0%의 수증기가 포함되어 있다.Ce02는 물-가스 전달 반응을 촉진하여 환원 가스를 생성하여 무산소성의 경우 CO 정화 속도를 향상시킬 수 있습니다.동시에, H2는 연소가 풍부한 영역에서 NO의 정화 속도를 향상시키기 위해 NO의 감소에 사용될 수 있습니다.Pd 가 풍부하고 완전 Pd 촉매에서 NO의 촉매환원시 부족한 Pd 능력을 보완하기 위하여 La203을 Pd에 첨가하였다.이 PD-LA 촉매는 PT. Rh 촉매와 성능면에서 완전히 비교되었다.
