行业新闻 | 催化转换器有望减少使用铑金?
文章来源:nanowerk | 翻译:世界铂金投资协会
你的车可能不会太贵,但如果它烧汽油,车上就一定会有贵金属。为了减少排气管的尾气排放污染,目前市面上所有的汽油车和卡车都装有含铑和钯等铂族金属的催化转换器。
汽车尾气排放加速了气候变化,并使得空气质量恶化,世界各国正寻求降低汽车尾气排放标准,因此全球对铂族金属的需求正在增加。鉴于铑价超过2万美元/盎司,催化转换器的盗窃案在美国呈上升趋势并非巧合。
在《应用化学国际版》(《Angewandte Chemie International Edition》)杂志上发表的一项研究报告中(“三元催化剂中贵金属的节省:在干燥和工业相关条件下,氧化铈上的热稳定和高活性单原子铑不会减少”),研究人员证明,在减少一氧化碳和氮氧化物排放方面,这一新研究使用的铑比传统催化剂减少了至少三倍。
在华盛顿州立大学化学工程系任教,并被西北太平洋国家实验室联合聘任的王勇教授表示:“我们在报告中所提到的研究内容与传统观点相矛盾,传统观点认为需要铑原子以纳米颗粒的形式彼此相邻才能进行化学反应。我们发现一个铑原子比一个铑纳米颗粒在转化污染物方面更有效。”
转化传统
西北太平洋国家实验室的研究工作涉及三元催化剂。三元催化剂以其能够减少一氧化碳、氮氧化物和甲烷等碳氢化合物的能力而命名。氮氧化物(NOx)是间接导致大气变暖的烟雾成分,而高浓度的一氧化碳则对人体有害。在车辆的催化转换器内,这些催化剂在到达排气管之前可以拦截并分解这些化合物。三元催化剂能将氮氧化物转化为氮和一氧化碳,并将碳氢化合物转化为二氧化碳。
装有这种催化剂的后处理系统已在内燃机上使用了几十年。但除了用于这些系统的贵金属价格飞涨之外,还有另一个问题可能会降低这些系统的效能。随着车辆燃油效率的提高,排气温度也随之降低。这是传统催化剂所面临的一个问题,传统催化剂是为那些较旧的发动机在高温下工作而设计的,但在较低的温度下并不能正常工作。
美国能源部(DOE)已与美国汽车制造商合作,以挑战设计一种能够在150°C的温度下转换90%尾气排放的材料(150°C在排放控制领域被视为“低温”)。不仅如此,这些材料还必须足够稳定,能够支持车辆行驶较长的里程。
独立每一个原子以提高反应和稳定性
西北太平洋国家实验室的研究建立在王勇及其同事早期的工作基础上,他们将铂的单个原子“捕获”在二氧化铈(CerO2)或氧化铈(CerO2)的载体上(*二氧化铈是一种常用于陶瓷的粉末),再将它们加热到800°C。在高温下,漂浮的金属原子开始黏附在一起,这降低了它们的催化能力。但在这项研究中,铂原子被固定在氧化铈载体上,而不是彼此黏附,因此,这些独立的原子与目标物质的反应比它们聚集在一起时更加有效。
最新的研究对铑采用了同样的原子捕获方法。在模型条件下,只有0.1%重量的原子分散铑的催化剂满足了美国能源部150°C的挑战,在低至120°C的温度条件下成功转化了100%的氮氧化物。
与王勇一起领导这项研究的西北太平洋国家实验室研究人员Konstantin Khivantsev和Janos Szanyi说:“在科学文献中,有20世纪70年代的报告显示,独立的铑原子可以进行这种反应,但这些实验都是在溶液中进行的,但铑原子在水热环境中并不稳定。启发我们灵感的是这种在高温下进行原子捕获的新方法。有了这种方法,我们第一次能够证明单个铑原子既具有催化活性又具有稳定性。”
研究人员在环境分子科学实验室(Environmental Molecular Sciences Laboratory, EMSL)进行了这项研究的实验,EMSL是美国能源部生物和环境研究项目赞助的国家科学用户设施。他们使用各类高分辨率成像,包括傅里叶变换红外光谱(Fourier-transforminfrared spectroscopy, FTIR)、透射电子显微镜和能量色散X射线光谱,以验证铑原子是单独分散的,并与一氧化碳和氮氧化物可以有效地反应。
Khivantsev、Szanyi和王勇表示,他们的这一发现为制造成本效益高、稳定性好、能够低温使用的催化剂提供了一条途径,这种催化剂使用比传统催化剂更少的铑金。科学家们也有兴趣将该方法推广应用于其他较便宜的催化金属,如钯和钌。(来源:nanowerk)
文章来源:nanowerk | 翻译:世界铂金投资协会
你的车可能不会太贵,但如果它烧汽油,车上就一定会有贵金属。为了减少排气管的尾气排放污染,目前市面上所有的汽油车和卡车都装有含铑和钯等铂族金属的催化转换器。
汽车尾气排放加速了气候变化,并使得空气质量恶化,世界各国正寻求降低汽车尾气排放标准,因此全球对铂族金属的需求正在增加。鉴于铑价超过2万美元/盎司,催化转换器的盗窃案在美国呈上升趋势并非巧合。
在《应用化学国际版》(《Angewandte Chemie International Edition》)杂志上发表的一项研究报告中(“三元催化剂中贵金属的节省:在干燥和工业相关条件下,氧化铈上的热稳定和高活性单原子铑不会减少”),研究人员证明,在减少一氧化碳和氮氧化物排放方面,这一新研究使用的铑比传统催化剂减少了至少三倍。
在华盛顿州立大学化学工程系任教,并被西北太平洋国家实验室联合聘任的王勇教授表示:“我们在报告中所提到的研究内容与传统观点相矛盾,传统观点认为需要铑原子以纳米颗粒的形式彼此相邻才能进行化学反应。我们发现一个铑原子比一个铑纳米颗粒在转化污染物方面更有效。”
转化传统
西北太平洋国家实验室的研究工作涉及三元催化剂。三元催化剂以其能够减少一氧化碳、氮氧化物和甲烷等碳氢化合物的能力而命名。氮氧化物(NOx)是间接导致大气变暖的烟雾成分,而高浓度的一氧化碳则对人体有害。在车辆的催化转换器内,这些催化剂在到达排气管之前可以拦截并分解这些化合物。三元催化剂能将氮氧化物转化为氮和一氧化碳,并将碳氢化合物转化为二氧化碳。
装有这种催化剂的后处理系统已在内燃机上使用了几十年。但除了用于这些系统的贵金属价格飞涨之外,还有另一个问题可能会降低这些系统的效能。随着车辆燃油效率的提高,排气温度也随之降低。这是传统催化剂所面临的一个问题,传统催化剂是为那些较旧的发动机在高温下工作而设计的,但在较低的温度下并不能正常工作。
美国能源部(DOE)已与美国汽车制造商合作,以挑战设计一种能够在150°C的温度下转换90%尾气排放的材料(150°C在排放控制领域被视为“低温”)。不仅如此,这些材料还必须足够稳定,能够支持车辆行驶较长的里程。
独立每一个原子以提高反应和稳定性
西北太平洋国家实验室的研究建立在王勇及其同事早期的工作基础上,他们将铂的单个原子“捕获”在二氧化铈(CerO2)或氧化铈(CerO2)的载体上(*二氧化铈是一种常用于陶瓷的粉末),再将它们加热到800°C。在高温下,漂浮的金属原子开始黏附在一起,这降低了它们的催化能力。但在这项研究中,铂原子被固定在氧化铈载体上,而不是彼此黏附,因此,这些独立的原子与目标物质的反应比它们聚集在一起时更加有效。
最新的研究对铑采用了同样的原子捕获方法。在模型条件下,只有0.1%重量的原子分散铑的催化剂满足了美国能源部150°C的挑战,在低至120°C的温度条件下成功转化了100%的氮氧化物。
与王勇一起领导这项研究的西北太平洋国家实验室研究人员Konstantin Khivantsev和Janos Szanyi说:“在科学文献中,有20世纪70年代的报告显示,独立的铑原子可以进行这种反应,但这些实验都是在溶液中进行的,但铑原子在水热环境中并不稳定。启发我们灵感的是这种在高温下进行原子捕获的新方法。有了这种方法,我们第一次能够证明单个铑原子既具有催化活性又具有稳定性。”
研究人员在环境分子科学实验室(Environmental Molecular Sciences Laboratory, EMSL)进行了这项研究的实验,EMSL是美国能源部生物和环境研究项目赞助的国家科学用户设施。他们使用各类高分辨率成像,包括傅里叶变换红外光谱(Fourier-transforminfrared spectroscopy, FTIR)、透射电子显微镜和能量色散X射线光谱,以验证铑原子是单独分散的,并与一氧化碳和氮氧化物可以有效地反应。
Khivantsev、Szanyi和王勇表示,他们的这一发现为制造成本效益高、稳定性好、能够低温使用的催化剂提供了一条途径,这种催化剂使用比传统催化剂更少的铑金。科学家们也有兴趣将该方法推广应用于其他较便宜的催化金属,如钯和钌。(来源:nanowerk)
【“9·11”事件20周年:万名废墟清理人员面临多重疾病风险 大部分是移民|20 años después del 11S: Decenas de miles de trabajadores de limpieza de la zona cero sufrieron diversas enfermedades, muchos son inmigrantes】Rubiela Arias fue una de las trabajadoras de limpieza que trabajó en la zona cero después del 11S. Ahora vive en el barrio de Queens, en Nueva York. Ella ha estado luchando durante años por la legalización de los trabajadores hispanos que limpiaron ese "cementerio gigante" en la zona cero, y que, desde entonces, han sufrido diversas enfermedades respiratorias y estomacales, así como problemas de estrés postraumático, entre otras afecciones psicológicas. #HoradeHablar# Más: https://t.cn/A6IDVaev
【歐盟官員:阿富汗危機證明西方明顯失敗,國際關係將發生重大變化】據俄塔社9月1日報道,歐盟外交與安全政策高級代表博雷利周二在接受西班牙廣播電台(Onda Cero)採訪時,將阿富汗目前的危機局面描述為“西方明顯的失敗”。
博雷利稱,“這(阿富汗發生的事情)絕對不是西方的勝利,這顯然是西方的失敗。”他補充說,阿富汗出現的危機將導致“國際關係發生重大變化”,並強調阿富汗發生的事情對該國人民來說是一場“悲劇和災難”。
博雷利認為,歐洲必須“從所發生的事情中吸取很多教訓”,特別是要明白如何“與包括美國在內的盟友”以及“與地球上拒絕接受我們(歐洲)價值觀的那部分國家”建立關係。在談到塔利班時,博雷利排除了歐盟“體制上承認”塔利班的可能性。他強調,歐盟作為一個政治國際組織,無權承認第三國,歐盟的成員國可以獨立做出此類決定。
早些時候,博雷利表示,歐盟應該與以塔利班為代表的阿富汗新政府展開對話,以防止阿富汗出現人道主義危機和移民危機。同時,他澄清說,這是關於對話的問題,而不是一個是否承認塔利班政權的問題。#美国疫情# #台湾高端疫苗安全性引质疑# #美国一州长称民众不怕新冠是因为相信“永生”# #日本名古屋市长感染新冠#
博雷利稱,“這(阿富汗發生的事情)絕對不是西方的勝利,這顯然是西方的失敗。”他補充說,阿富汗出現的危機將導致“國際關係發生重大變化”,並強調阿富汗發生的事情對該國人民來說是一場“悲劇和災難”。
博雷利認為,歐洲必須“從所發生的事情中吸取很多教訓”,特別是要明白如何“與包括美國在內的盟友”以及“與地球上拒絕接受我們(歐洲)價值觀的那部分國家”建立關係。在談到塔利班時,博雷利排除了歐盟“體制上承認”塔利班的可能性。他強調,歐盟作為一個政治國際組織,無權承認第三國,歐盟的成員國可以獨立做出此類決定。
早些時候,博雷利表示,歐盟應該與以塔利班為代表的阿富汗新政府展開對話,以防止阿富汗出現人道主義危機和移民危機。同時,他澄清說,這是關於對話的問題,而不是一個是否承認塔利班政權的問題。#美国疫情# #台湾高端疫苗安全性引质疑# #美国一州长称民众不怕新冠是因为相信“永生”# #日本名古屋市长感染新冠#
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