سيريوم زركونيوم لانثانوم براسيوديميوم إيتريوم الصلبة

تستخدم أكاسيد الزركونيوم المركبة من السيريوم على نطاق واسع في تحفيز المصدر المتنقل بسبب تخزينها الممتاز للأكسجين وخصائص الشيخوخة. لا يشارك أكسيد الزركونيوم المركب من السيريوم في التفاعل الحفاز فحسب ، بل له أيضا وظيفة الناقل ، الذي يلعب دور دعم وتشتيت المعدن النشط. تعديل صيغة أكسيد الزركونيوم المركب السيريوم له تأثير واضح على خصائصه الفيزيائية والكيميائية وخصائص التطبيق. سيؤثر تغيير النسبة المولية لأكسيد الزركونيوم المركب من السيريوم على درجة حرارة الاختزال وأداء تخزين الأكسجين وأداء الشيخوخة في درجات الحرارة العالية ، مما سيؤثر على الأداء الحفاز للبدء البارد وكفاءة استخدام المعدن النبيل في نهاية تطبيق تحفيز المصدر المتنقل.

ومع ذلك ، في التفاعل الحفاز لغاز الذيل ، يجب ألا يدرك المحفز الثلاثي فقط تقليل أكاسيد النيتروجين ، ولكن أيضا يدرك أكسدة أول أكسيد الكربون والهيدروكربون المتبقي في احتراق غير كامل. من أجل تحقيق أعلى معدل تحويل لهذه الملوثات الثلاثة ، يجب أن يكون محتوى الأكسجين في نظام تفاعل الوقود بالقرب من نقطة قياس التفاعل النظري بالنسبة للوقود. فقط بالقرب من نسبة الهواء إلى الوقود النظرية ، يمكن للمحفز الثلاثي تحقيق أقصى تحويل لأكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون والهيدروكربونات. تعريف نسبة الهواء إلى الوقود A/F: جودة الهواء التي يستهلكها المحرك/جودة الوقود التي يستهلكها المحرك. عندما A / F = 14.6 (λ = 1) ، يمكن حرق الوقود بالكامل من الناحية النظرية ، ويمكن تحويل غاز العادم بعد الاحتراق إلى أقصى حد من الملوثات من خلال الاعتماد على المواد المؤكسدة المتبقية تحت تأثير محفز. يتم التحكم في نسبة الوقود تلقائيا من خلال نظام الحلقة المغلقة للمستشعر.

ومع ذلك ، في عملية القيادة الفعلية ، بسبب ظروف العمل المعقدة ، يكون الأكسجين المستنشق غير كاف في بعض الأحيان وأحيانا مفرطا مقارنة بالنفط والغاز الذي يتم حقنه في الأسطوانة. عندما يكون النفط والغاز مفرطين (λ > 1) ، سيحتوي غاز الذيل على هيدروكربونات مفرطة ويحتاج أول أكسيد الكربون إلى الاحتراق الحفاز ، ولكن غاز الذيل بسبب نقص الأكسجين ، مما يؤدي إلى تحويله ؛ عندما يكون الهواء الزائد (lambda < 1) ، فإن غاز العادم الذي يحتوي على كميات زائدة من الأكسجين ، مما يؤدي إلى عدد كبير من أكاسيد النيتروجين ، وتقليل أكاسيد النيتروجين للنيتروجين يعتمد بشكل أساسي على الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون ، بسبب الأكسجين المفرط ، سيكون الهيدروكربون وأول أكسيد الكربون عددا كبيرا من المحفزات على المحفز ، وبالتالي تقليل أكاسيد النيتروجين ، وأكاسيد النيتروجين مما يؤدي إلى معيار انبعاثات الغاز.

يحتوي أكسيد السيريوم في محلول الزركونيوم الصلب على حالتين من التكافؤ ، ثلاثي التكافؤ ورباعي التكافؤ ، والتي يمكن تحويلها بحرية في ظل ظروف معينة. عندما يكون الهواء في غاز الذيل مفرطا ، يمتص السيريوم ثلاثي التكافؤ الأكسجين ويتم تخزينه ، وتحويله إلى سيريوم رباعي التكافؤ في نفس الوقت ، وبالتالي ضمان تقليل أكاسيد النيتروجين. في حالة عدم وجود أكسجين في غاز العادم ، يطلق السيريوم رباعي التكافؤ الأكسجين لضمان الأكسدة الكاملة للهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون.

ومع ذلك ، فإن التحويل بين السيريوم ثلاثي التكافؤ والسيريوم رباعي التكافؤ هو مشكلة توازن ديناميكي. عندما يتم تحويل السيريوم ثلاثي التكافؤ إلى سيريوم رباعي التكافؤ ، ينخفض نصف القطر الذري وتتقلص شبكة المحلول الصلب. يؤدي تحويل السيريوم رباعي التكافؤ إلى سيريوم ثلاثي التكافؤ إلى توسيع شبكة محلول السيريوم الزركونيوم الصلب مع زيادة نصف القطر الذري. سيؤدي انكماش الشبكة وتوسيعها إلى عدم استقرار بنية محلول الزركونيوم الصلبة السيريوم ، مما يؤدي إلى تكتل أو انهيار المسام ، مما يؤثر على عمر المحفز ونشاطه الحفاز.