汽车尾气催化剂的进展
汽车尾气催化剂的进展
【摘要】：汽车排放的尾气中含有大量的N0x、HC及CO，对人体危害很大，而高效汽车尾气净化催化剂是实现车外净化、解决这一问题的关键。本文综述了目前国际上催化消除汽车尾气催化剂的研究现状，分析了三效贵金属催化剂、钙钛矿氧化物催化剂、分子筛催化剂等各自的优势和存在的问题。对催化消除机理作了简单的概述，最后对汽车尾气净化催化剂的发展方向提出了展望。
【关键词】汽车尾气；催化剂；净化；贵金属，钙钛型催化剂
1、前言
随着经济社会的进步，我国汽车工业得到了快速发展，汽车尾气造成的环境污染也日益严重．城市汽车尾气污染已成为城市大气不断恶化的主要污染源头。有效治理城市汽车尾气污染，是环境保护专业和汽车业面临的一项紧迫任务。由于全球汽车销量的不断增加，汽车尾气排放造成的大气污染问题受到了人们的更大关注。因此，研究开发催化汽车尾气催化剂便成为汽车尾气催化剂科研的一个主要热点和可行方向。
2、复合型催化剂
2.1、钙铁矿型氧化物(ABO3)
为了降低成本，作为贵金属的替代物，近年来，钙铁矿型氧化物(AB03)在汽车尾气净化方面发挥了越来越重要的作用。钙钛矿结构催化剂的分子式为ABO3．A位通常是La系元素和K，Rb，Sr，Pb等半径0．90-1．65埃的金属离子，B位是过渡金属Ni，Co，Mn，Cr，Cu，Fe，Ti等。AB03的重要性质在于：钙钛矿型氧化物(ABO3)能在维持其基本晶体结构的同时，具有可变价的阳离子和颇多的氧空位，其他体系是难以相比的。由基本结构派生出不同构架的可能性，A和B位阳离子的可替代性使我们可对催化剂的性能进行修整，设计新材料。ABO3作为一种原型体系汇聚了催化领域的众多学科，B位过渡元素离子的活性和选择性是催化研究的主题。Ru、Rh和Pt在B位上的部分替代提高和稳定了ABO3的活性，增强了抗毒性；另一方面，Ru的易挥发性，Rh的氧化扩散，Pt颗粒高温下长大，都由于它们进入了ABO3结构中而被抑制。选择B位上的阳离子和组成比，使之有适当对称能级的轨道，对提高还原N0x 的选择性和三效催化剂的功能尤为重要。1972年Wiswanathen对钙铁矿型氧化物作过系统的评述，其中对LaCo0，的初步检验表明，N0x的高转化率可在C0高浓度时达到，CO和HCx 的高转化率可在C0低浓度时达到。
虽然钙钛矿型氧化物ABO3近来在尾气消除方面得到了很大的发展，但总体来说，这类
催化剂低温活性差，操作温度较高(>400℃)时活性中等；空速较高时，活性较低；对S02非常敏感，易中毒；高温老化后会因表面积损失而导致失活。
2.2、金属氧化物
这类催化剂包括 4 种: 单金属氧化物、负载金属氧化物、稀土钙钛矿型复合氧化物及铜铁矿结构型复合氧化物。其中，单金属氧化物有Al2O3、Al2O3-SiO2、 TiO2 、 ZrO2 、SiO2、Cr2O3、Fe2O3 、CO3O4 、 CuO、V2O5、 Bi2O3、 MgO、CaO；负载的金属或金属氧化物有Cu、 Co、Ni、Mn、Fe、Ag、V 等及其氧化物/Al2O3；稀土钙钛矿型复合氧化物有：LaAlO3、 LaCoO3、LaFeO3、LaFeIPd1-IO3 ; 铜铁矿结构型复合氧化物有CexZr1-IO2、 CuAlO2、CuFO2、CuCrO2。Yokoyama 研究得出，经硫酸处理后Al2O3、TiO2、ZrO2 、Fe2O3的活性显著提高。负载的非贵金属及其氧化物中Miyadera比较了负载在Al2O3上的Cu、Co、 Ag、V和Cr氧化物的催化活性。Al2O3和CO/Al2O3催化剂在无水蒸气时活性很高10%水蒸气存在时活性就会显著降低，但Ag/Al2O3在有水或无水条件下都显示出极高的活性。
2.3、钛矿型稀土氧化物催化剂
稀土钙钛矿型汽车尾气净化催化剂主要由载体、助剂及稀土钙钛矿型复合氧化物组成。其中稀土钙钛矿型复合氧化物是起重要作用的主催化剂。1952年，Parravano发现钙钛矿型复合氧化物可用于CO的催化氧化反应。1971年，Libby提出了这类化合物用作汽车尾气催化剂的可能性，进一步的研究表明，ABO3对CO和HC的氧化反应和NOx的还原反应都具有一定的催化活性，即可以作为汽车尾气净化的三效催化剂来使用。此后有关ABO3作为汽车尾气净化催化剂的研究工作日益广泛地开展起来。尽管ABO3对CO和HC有较高的催化氧化活性，但对NOi的催化还原活性还不够高。研究结果表明，只要有少量的贵金属取代B位金属离子，就可以大大提高ABO3的催化活性，并使贵金属与ABO3的各自优点同时得到发挥。Lauder 等发现含有Pt或Ru的ABO3，其催化活性比不含贵金属的ABO3有明显的提高，而且，与贵金属催化剂相比，抗Pb中毒的能力大大提高，认为贵金属取代或掺杂的ABO3型复合氧化物是有效的汽车排气催化剂。Guilhaume等最近报道，贵金属取代的ABO3型复合氧化物LaMn 有很高的三效催化活性，认为Rh是还原NO所必需的组分，而Mn离子的作用是氧化CO和HC。
2.4、三效催化剂和稀土三效催化剂
2.4.1、三效催化剂(TWCS)
由于三效催化剂(TWCS)具有优异性能，所以在汽车尾气净化催化剂市场上占有绝对的优势。TWCS通常以N、Pd和Rh为活性组分，以Ce、Zr、La和Pr等为改性助剂。通过浸渍，
分别在A1203等大比表面物质上，制备成涂层,然后负载在于蜂窝载体上。对三效催化反应而言，最重要的是保持精确的空燃比.因为要同时除去CO、HC及N0x,所以催化剂只有在靠近理论空燃比为14.6下操作时，才能发挥其最大效率，
2.4.2、稀土三效催化剂
大多数稀土元素都能提高贵金属催化剂活性，还可以降低成本，同时改善催化剂的抗毒性能，提高催化剂的储氧功能与高温稳定。如稀土氧化物中的Ce02。其它稀土元素La3+与Nd3+，可以促进CO与NO。在催化剂活性组分表面的转化。另外在催化剂中添加少量Zn后，有助于延长催化剂的使用寿命。近年来，钙钛矿型催化剂及相关氧化物被认为是具有巨大潜力的三效催化剂。将稀土催化剂制成纳米材料的新型高效汽车尾气净化催化剂，能提高催化剂温效果，延长催化剂寿斜。
3、金属催化剂
3.1、贵金属催化剂
贵金属Pt、Rh、Pd因其对CO、HC、NO，的转化有很好活性和选择性、较低起燃温度，在国外被广泛用作三效催化剂，但由于贵金属价格很高，且Pt、Rh资源缺乏，从而增加了成本。在CO和NO的反应中贵金属是研究得最多的一类催化剂，一般所用的贵金属为铂、钯、铑、钌等它们对反应的相对活性一般遵循如下顺序：Ru＞Rh＞Pt＞Pd，由于钌易被氧化成有剧毒的RuO2和RuO4因此一般很少用于CO+NO反应的研究。铑作为反应活性最高的催化剂之一，被广泛用于汽车尾气的催化转换器中但是由于铑作为贵金属铂的一种伴生矿，价格相当昂贵而且产量有限，为此人们正在寻找一种减少铑含量或无铑的催化材料包括使用贵金属合金、加入非贵金属和稀土元素对载体进行改性等，其中加入的CeO2等有增强催化剂活性和稳定性的作用。实践证明，钯是这种催化材料合适的入选者因其在某些性质方面更接近于铑，且价格较便宜，主要缺点是它对的还原能力较弱但通过加入助剂可明显地增强其对NOx的还原活性和选择性，可以与铑催化剂相媲美。
3.2、非贵金属催化剂
非贵金属催化剂用于CO+NO反应的非贵金属催化剂，包括全金属和负载型金属等全金属催化剂可用不锈钢、不锈钢上覆盖铜、Monel（Ni-Cu）合金等金属丝网型催化剂不过这些全金属催化剂的反应起始温度要比贵金属催化剂的高。Monel合金催化剂在高温下的活性较高，热稳定性也较好，但长时间使用，也会烧结。为了克服此缺点，提出了各种方法如在蜂窝型支撑体或不锈钢表面涂上合金等但都未能达到完善的程度。这些催化剂具有高温活性但低温活性很低对于负载型金属催化剂，研究较多的是负载铜、银或与其它金属相结合的催化
剂。Bogdanchikova等研究了平均晶粒尺寸为1000mm的银粉末的催化活性，研究表明，对于相同量的反应物，负载银催化剂的比催化活性要比银粉末低10倍，反应主要在银的大晶粒上进行在反应条件下大晶粒能保持金属状态而在CO过量的条件下，金属分散度对催化活性无多大影响最近负载型铜催化剂被广泛用于消除NOx的研究，特别是ZrO2和TiO2负载的铜催化剂显示了极高的CO+NO低温反应活性，他们运用FT-IR，XAFS和TPR手段发现Cu与ZrO2之间的相互作用产生了高度分散的具有八面体对称的铜活性中心高度活泼的Gu0物种有利于CO+NO低温反应。同样，Cu与TiO2表面相互作用也产生具有高的低温活性的物种。3.3、非晶态合金催化剂
Hashimoto等报道了非晶态合金催化性质的研究，认为非晶态合金是一种高效的新型催化剂具有不同的甚至比以晶体形式存在或一般负载型金属催化剂还要高的活性和选择性非晶态合金中各种元素的协同作用和催化元素电子状态的改变可能是活性和选择性提高的原因，硼的加入使得非晶态合金具有很好的抗中毒能力和高的比表面积。因此，人们试探着将其运用于氮氧化物的净化中。
Teruuchi等研究了用于NO还原CO的、以Ni为基础的非晶态合金，这些非晶态合金是将99.95%的Ni、99%的Ta 或Nb、99%的Ru、Rh、Pd、Ir或Pt经高频感应熔融铸造成锭然后通过轧钢骤冷的方法制备。结果表明，经过HF溶液浸渍处理过的Ni系非晶态合金表现出了较高的CO+NO反应活性，NO和CO达到100%转化的温度分别为175和185℃；而未经HF 处理的催化剂，其达到100%NO转化的温度为530℃，且在此温度下CO仅转化了50%因活化处理导致了合金表面上的阀金属和镍选择性地溶解及铂族金属微晶的富集尤其是增大了催化剂的BET表面积从而增强了CO+NO反应的活性。
4、分子筛催化剂
4.1、分子筛催化剂
分子筛由于具有很好的抗水铅和硫化合物中毒的能力，而引起人们的重视。目前，用于CO还NO原反应的有Cu-ZSM-5过渡金属离子交换Y型分子筛钛硅、分子筛、铝磷分子筛和硅铝磷分子筛等等，研究了过渡金属离子交换Y型分子筛并将它们用于NO氧化CO的反应，测定了475-727K 温度范围内的反应速率。发现，交换不同的过渡金属离子对CO+NO反应活性的影响是不同的。活性按下列顺序降低：Cr-Y＞Cu-Y＞Fe-Y＞Co-Y＞Mn-Y、Ni-Y。这是因为被交换的第一排过渡金属离子的氧化能力是按下列顺序降低的：Cr＞Cu、Fe＞Co＞Mn、Ni 4.2、金属交换的分子筛催化剂
分子筛系列催化剂是这一领域中研究得最早和最多的。自从发现在Cu-ZSM-5催化剂及
相关的金属离子交换分子筛上用HC可以选择性还原N0。并且氧的存在能促进反应以来，这种催化剂的研究成为国际上汽车尾气催化净化技术发展的热点。某些烷烃和烯烃在Cu—ZSM-5上可以选择性地还原NO，即发生N0x的选择性催化还原反应(HC—SCR)。在该反应中，N0被还原为N2或N20，而HC则被氧化为H20和CO2或CO。02不但不会抑制反应进行，过量的O2还对反应有促进作用，另外该反应即使有S02存在也能进行。反应机理被认为是N0被Cu —ZSM-5上的Cu+吸附并分解为分子态的N2和02。生成的02先与分子筛上Cu2+配位，然后再与HC反应。使活性中心释放出来，能够继续吸附NO。具体机理如下：2N0-Cu—N2+20-Cu2+；90-Cu2++C3H6-9Cu++3H20 ；分子筛催化剂可选择性催化还原N0所需的空燃比范围比三效催化剂的要宽。但是。分子筛催化剂Cu—ZSM-5在高温与水蒸气会造成其活性降低。
5、结束语
汽车尾气的治理已迫在眉睫，贵金属三效催化剂技术成熟，净化效果优良，但价格昂贵，对发展中国家来说是一项很重的负担。成本低廉的稀土ABO3型复合氧化物是一种很有潜力的贵金属三效催化剂的替代品，但目前在活性、寿命、工作温区等方面仍存在一定的不足，需要进一步改善，从国内外的研究趋势来看，选择合适的催化剂化学组分，并设计和改进制备工艺，开发出高效实用的稀土ABO3型汽车尾气净化三效催化剂是完全可能的。并且，汽车尾气催化剂越来越趋向于高效、廉价的发展方向。
参考文献
【1】陈默，曹端林，李永祥，王建龙.车用三效催化剂的研究进展.化工中间体，2011,08(5) 【2】李玉山，王来军，文明芬，杨栋，宋崇立，陈靖.单钯汽车尾气催化剂研究进展.化工新型材料.2006年7月第34卷第7期
【3】冯长根，张江山，王亚军.钙钛矿型复合氧化物用于汽车尾气催化净化的研究进展（一）.安全与环境学报.2004年6月第4卷第3期
【4】崔大伟.钙钛矿型稀土氧化物汽车尾气净化催化剂的研究进展. 潍坊学院学报.
2010年8月第10卷第4期
【5】刘思宏，李生才，王亚军.贫燃条件下汽车尾气中NOx催化净化研究进展.安全与环境学报.2003年10月第3卷第5期
【6】李维勇，陈曦，赵月昌，顾捐永，高玮，马新胜. 汽车尾气催化剂用稀土储氧材料的研究进展.稀土.2010年6月第31卷第3期
【7】章青，贺小昆，黄荣光，赵云昆，李兵. 汽车尾气净化Pd催化剂的研究现状、进展及展望. 贵金属. 2006年3月第27卷第1期
【8】苏栋根. 汽车尾气净化催化剂的进展及市场分析.现代化工. 1999年第19卷第8期【9】谢松青，袁继委.汽车尾气净化催化剂的研究及其进展.科技信息.2007年第11期【10】郑育英，邓淑华，黄慧民，周立清，余双平. 汽车尾气净化催化剂的研究进展. 广东工业大学学报.2004年9月第21卷
【11】刘军，崔心水. 汽车尾气净化催化剂的研究现状.甘肃科技.2011年7月第27卷第14期
【12】曾佩兰，黄可龙，刘素琴，肖松文.汽车尾气净化催化剂的研究现状及其发展.材料导报. 2003年3月第17卷第3期
【13】赵秋伶，徐小健，蔡秀琴.汽车尾气净化催化剂及载体的研究进展.广州化工. 2009年第37卷第8期
【14】黄可龙，王红霞，刘素琴.稀土在汽车尾气净化催化剂中应用的研究进展.稀土. 2002年10月第23卷第5期
【15】 Fu jikawa H，tanaka H.Takashi T Catalysts for Purification so Exhaust Gases 1995
【16】 Hideaki Muraki.Geng Zhang Design of advanced automotive exhaust catalysts[外文期刊] 2000
【17】 G P Anstu.A F Diwell Mechanism of the lean NOx reaction over Cu/2SM-5 1993(02) 【18】 Harrison B;Diwell A F;Hallet C Promoting Platinum Metals by Ceria Metal-support Interactions inAutocatalysis 1988(02)
【19】 Yang B L;Chan S F;Chang W S Surface Enrichment in mixed Oxides of Cu, Co, and its Effect on COOxidation[外文期刊] 1991(01)
汽车尾气净化催化剂国内外发展分析
汽车尾气净化催化剂国内外发展分析 汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放减少污染的最有效手段。按照我国总体规划，到2010年我国汽车尾气排放控制与国际接轨，达到国际水平。 汽车尾气净化催化剂有多种，早期使用普通金属 Cu、Cr、Ni，催化活性差、起燃温度高、易中毒，后来用的贵金属Pt、Pd、Rh等作催化剂具有活性高、寿命长、净化效果好等优点，但由于贵金属价格昂贵，很难推广。 1 国外进展 Catalytic Solution公司（CSI）开发了用于控制汽车排放污染的新型陶瓷氧化物催化剂，这种混合相催化剂（MPC）使用的贵金属比常规汽车排放控制催化剂减少 50%～80%。MPC采用完全不同的设计途径制造，MPC含有几种贵金属和非贵金属氧化物的混合物，大多来自非贵金属的尖晶石和钙钛矿，贵金属和非贵金属组合在同一结构中。CSI从属于丰田和通用汽车公司，本田汽车公司已将CSI 技术应用于2002年款轿车车型中，通用汽车公司的GM汽车可望使用25万台以上。CSI还与福特汽车公司签约在福特汽车上试用该催化剂。除了汽车尾气排放催化剂外，CSI还投资2960万美元开发MPC催化剂用于控制燃气轮机的NOX排放污染。CIS公司开发的纳米大小氧化物汽车排放控制催化剂，用来替代贵金属具有较大的竞争性。 日本研制出一种新型催化材料，它不仅能提高催化能力，还能大大减少汽车废气转换器中贵金属的用量。一般汽车废气转换器的核心部件是上面有大量微孔的陶瓷，表面涂以粉状催化剂。含有钯、铂、铑等贵金属成分的催化剂，能够减少尾气中一氧化碳、氮氧化物等有毒物质的含量。但是由于转换器靠近发动机，高温会使催化剂颗粒结合在一起，减少催化材料总表面积，降低催化能力。 日本原子能研究所称，他们使用一种名为“钙钛矿”的物质作为催化剂，有效防止了颗粒结块现象。含有少量钯的新型催化剂，在发动机产生的废气中工作100多个小时后仍能保持较强的催化能力，且物质微粒没有结块。普通含钯的氧
汽车尾气催化剂
.. . … . word. … 汽车尾气净化催化剂 环境问题是一个全球问题，要靠全世界每一个人的努力来解决。随着世界经济、科技的不断发展和社会文明的不断进步，人们的物质需求也在一天天增长。汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近年来私家车越来越多，带来了很多问题,其中环境问题是不容忽视的。汽车的使用对环境的污染主要有噪音污染和尾气排放造成的空气污染。在我国，汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。汽车排放的污染物主要来源于燃机，其有害成分包括一氧化碳（CO ）、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氢化合物和臭氧等，其中CO 、HC 及NOx 是汽车污染控制的主要大气污染成分。HC 是在局部缺氧或低温条件下烃不完全燃烧而产生，NOx 是火花塞点火瞬间高温高压下空气中的N 2、O 2反应的产物。汽车尾气对人类的健康危害很大，治理汽车排放污染，已成为 一项刻不容缓的任务。 一、汽车尾气净化催化剂简介 1.1汽车尾气净化 国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。汽车尾气污染控制可以分为机和机外两种技术。机净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方
法，催化剂又是净化效果的关键。因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。 汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO 2和H 2 O，将NOx 还原成N 2 。由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化型和还原型两部分。氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下： 2CO+O 2→ 2CO 2 ……① 4HC+5 O 2→4 CO 2 +2H 2 O ……② 2NO+2CO →2CO 2+N 2 ……③ HC+NO 2→ CO 2 +H 2 O ……④ HC+CO→ N 2+CO 2 +H 2 O ……⑤ 3NO+2NH 2→ 2N 2 +3H 2 O ……⑥ 2NH 2→ N 2 +3H 2 O ……⑦ 还原型催化剂主要催化NOx的还原反应： 2NO+CO →N 2+CO 2 ……⑧ 2NO+H 2→ N 2 +2H 2 O ……⑨ 2NO+HC→ N 2+H 2 O+CO 2 ……⑩ NO和H 2反应除生成无毒的N 2 和H 2 O外，尚有所不希望发生的副反应： 2NO+5H 2→ 2NH 2 +H 2 O
汽车尾气净化催化剂
催化科学与技术的里程碑-尾气净化催化剂 陈耀强 四川大学催化材料研究所 汽车尾气的污染 随着经济的发展，汽车产量迅速增长，2013年全球汽车产量达到8280万辆，预计将在2021年突破1亿辆。我国2013年的汽车产量为2212万辆，已连续五年蝉联全球第一。2013全国汽车保有量1.37亿辆车辆从2003年到2013年10年间，我国汽车保有量增长迅速，从2400万辆增长到1.37亿辆，年均增加1100多万辆。在今后相当长的时期内，我国汽车社会发展仍将保持强劲势头。 随着汽车保有量的不断增加，汽车尾气污染物的排放量不断增加。2012年，全国机动车排放污染物4612.1万吨，其中，氮氧化物(NOx)640.0万吨，颗粒物(PM)62.2万吨，碳氢化合物(HC)438.2万吨，一氧化碳(CO)3471.7万吨。汽车尾气污染物的危害不仅体现在排放量大，更重要的体现在尾气污染物的特征和排放部位上。以PM2.5为例说明汽车污染物的特征。PM2.5的危害取决于三个方面：（1）尺寸越小危害越大，（2）化学组成的毒性越大危害越大，（3）数量越大危害越大。 PM2.5的主要来源为汽车，工业排放（以燃煤为主）和扬尘。扬尘的颗粒较大，主要为氧化硅等无机物，有机组分最少，危害小，防控容易。 燃煤和汽车的PM2.5均含有高致癌的多环芳烃（PAHs）及其他有机组分，但燃煤的PM2.5所占比例没有汽车高，颗粒较大，质量比汽车大，但数量远没有汽车的PM2.5多，燃煤和其他工业排放的PM2.5也属于重点控制对象。 汽车尾气的PM2.5的特征为：（1）汽车的PM2.5的粒度为0.04-0.3μm（柴油车0.3μm，汽油车0.1μm ，摩托车0.04μm）,可在人体的任何地方造成危害。（2）化学组成的毒性大，含有16种多环芳烃（图4）等高致癌物质和致病物质。（3）数量极大，目前排放PM2.5最少的压缩天然气车每公里排放6000亿个PM2.5，PM2.5的危害是以数量而不是以质量。（4）基本上不沉降，长期累积。汽车尾气的排放部位离地面仅30－50cm左右，在人的呼吸带内，人体吸进去的是未经稀释的高浓度污染物，是一类极其特殊的污染物排放。而其他的污染源（如离城市20公里燃煤电厂）排放经过空间稀释后浓度已降到原始浓度的数万分之一，这是汽车尾气污染危害远大于其他类型的污染的关键所在,对呼吸系统，心，脑血管，神经系统和眼睛造成巨大危害。
汽车尾气催化剂
.. . … 汽车尾气净化催化剂 环境问题是一个全球问题，要靠全世界每一个人的努力来解决。随着世界经济、科技的不断发展和社会文明的不断进步，人们的物质需求也在一天天增长。汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近年来私家车越来越多，带来了很多问题,其中环境问题是不容忽视的。汽车的使用对环境的污染主要有噪音污染和尾气排放造成的空气污染。在我国，汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。汽车排放的污染物主要来源于燃机，其有害成分包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氢化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽车污染控制的主要大气污染成分。HC是在局部缺氧或低温条件下烃不完全燃烧而产生，NOx是火花塞点火瞬间高温高压下空气中的N2、O2反应的产物。汽车尾气对人类的健康危害很大，治理汽车排放污染，已成为一项刻不容缓的任务。 一、汽车尾气净化催化剂简介 1.1汽车尾气净化 国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。汽车尾气污染控制可以分为机和机外两种技术。机净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方
法，催化剂又是净化效果的关键。因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。 汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原成N2。由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化型和还原型两部分。氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下： 2CO+O2→ 2CO2 ……① 4HC+5 O2→4 CO2+2H2O ……② 2NO+2CO →2CO2+N2 ……③ HC+NO2→ CO2+H2O ……④ HC+CO→ N2+CO2+H2O ……⑤ 3NO+2NH2→ 2N2+3H2O ……⑥ 2NH2→ N2+3H2O ……⑦ 还原型催化剂主要催化NOx的还原反应： 2NO+CO →N2+CO2 ……⑧ 2NO+H2→ N2+2H2O ……⑨ 2NO+HC→ N2+H2O+CO2 ……⑩ NO和H2反应除生成无毒的N2和H2O外，尚有所不希望发生的副反应：
汽车尾气催化剂原理构造
汽车尾气催化剂原理构造 2016-04-19 12:24来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 汽车尾气催化剂构造图 国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车内燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。汽车尾气污染控制可以分为机内和机外两种技术。机内净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方法，催化剂又是净化效果的关键。因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。 汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO2和H2O，将NOx 还原成N2。由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化型和还原型两部分。氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下： 2CO+O2→2CO2 4HC+5O2→4CO2+2H2O 2NO+2CO→2CO2+N2 HC+NO2→CO2+H2O HC+CO→N2+CO2+H2O 3NO+2NH3→2N2+3H2O 2NH3→N2+3H2O
还原型催化剂主要催化NOx的还原反应： 2NO+CO→N2+CO2 2NO+H2→N2+2H2O 2NO+HC→N2+H2O+CO2 NO和H2反应除生成无毒的N2和H2O外，尚有所不希望发生的副反应： 2NO+5H2→2NH3+H2O 2NO+H2→N2O+2H2O 因两种反应要求的化学环境不同，故早期的催化剂将两者分立。后来由于发动机的改进，实现了可使两种功能兼容的化学环境；由于催化剂制备技术的改进，使氧化与还原两种活性中心共存于同一个催化剂上，最终出现了三效催化剂 TWC(three-waycatalyst)。目前最常用的催化器是使用蜂窝型催化(honeycombcatalyst)，载体是陶瓷蜂窝体，其外附载有高比表面积的氧化铝涂层，其上再浸渍活性组分。所以，汽车尾气净化催化剂主要由载体、涂层及活性物质三部分组成。
催化剂在处理汽车尾气中的应用
稀土催化剂在处理汽车尾气中的应用 通过《绿色化学》这门课程的学习，我对绿色化学有了更为全面的认识。绿色化学涉及生活、生产的方方面面。各国政府及科研机构都对绿色化学高度重视，发展好绿色化学，将对人类未来的生活环境和生活水平产生至关重要的影响。 “绿色化学”由美国化学会（ACS ）提出，目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。简单的说就是提高原子利用率，防止污染。在防止污染方面，以汽车尾气为例，就是将有毒的CO 、NO x 转化成无毒的CO 2、N 2。 随着交通运输也的发展，汽车尾气已经成为当今世界环境的一个大污染源。 安装催化净化转化器是降低汽车尾气对环境污染的有效方法。用于汽车尾气净化的粗化剂种类较多，期中贵金属(Pt,Pd,Rh)虽然活性高、净化效果好，但价格昂贵。含稀土的催化剂价格低，化学和热稳定性好，活性也较高，尤其抗中毒、寿命长，是一种很有使用价值和发展前景的汽车尾气净化催化剂。 尾气排放 燃油机动车的气态排放物主要由CO 、NO x 和碳氢化合物(HC)组成，有些还含有铅，磷，硫等有毒物质。 含铅汽油经燃烧后,85%左右的铅排入大气中造成铅污染。半个多世纪以来,通过汽车燃烧排入大气中的铅已达数百万吨,成为一种公认的全球性污染。铅对人体的许多器官和系统都会带来不良影响,表现为智力下降、肾损伤、不育症以及高血压等。 危害： CO 对人的神经系统有严重的破坏作用，组织人体血红蛋白向人体组织输送氧气，引起慢性中毒。HC 中含有多种致癌物质。NO x 可能导致呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症。在太阳光的作用下，NO 2分解产生的O 和O 2生成O 3，还进一步与烃类反应形成光化学二次污染，对人类健康造成更大的伤害，同时，NO x 还是形成酸雨和引起气候变化的主要原因。 催化净化器的原理是利用催化剂表面发生的氧化和还原反应，将排气中的CO 和HC 等有害物质氧化为CO 2和H 2O ，将NO x 还原成N 2。 (1)氧化反应 (2)还原反应 稀土在尾气净化催化剂中的作用 通常稀土是以氧化物（CeO 2、Y 2O 3等）的形式加入催化剂中，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。 主要作用有4个方面： 1）提高催化剂载体的性能 通常所有的催化剂载体表面有氧化铝涂层，可以提高载体的表面积，有利于催化剂活性成分的分散，以此提高催化剂的活性和寿命。而氧化铝在高温下容易向无活性相转变。加入稀土元素(La 或Y)可使其耐热性能得到明显改善，抑制相2222CO O CO →+O H CO O HC 2222454+→+22222N CO CO NO +→+O H CO N NO HC 222245104++→+O H N NH NO 2236546+→+22332H N NH +→O H N H NO 222222+→+222/1xCO N xCO NO x +→+222H CO O H CO +→+
汽车尾气处理文献综述
文献综述 空气污染特别是由于汽车尾气中有害污染物的大量排放所带来的大气污染问题，随着汽车保有量的不断增加而日趋严重。包括机内净化和机外净化的各种净化方法都得到了广泛的研究。近年来，使用高压放电治理各种有害气体在国内都得到了充分的重视。高压脉冲电源是释放出高压电以电离出汽车尾气中颗粒物处理市场化的关键设备之一。 电容储能是研究比较早、应用比较多的脉冲电源形式，其技术至今已经相对比较成熟。电感储能与电容储能出现的时间相当，但是电感储能是动态储能，实现的技术相对复杂，因此其应用较电容储能偏少。但随着电力电子技术及半导体工业的飞速发展，固态开关的耐压等级和通流能力获得了极大的提高，使其有可能运用到高压脉冲技术中去。而如加速器、雷达发射机、高功率微波和污染控制等领域的高压脉冲技术对高重复频率固体开关的运用需求，也促使人们对固体开关技术在脉冲功率领域中的应用进行了大量的研究。国内有关电感储能功率脉冲技术的研究明显增多，其储能密度高的优势逐渐显现。 在高功率脉冲电源领域，尤其是电感储能功率脉冲电源，世界各国都任处于积极研究之中，也是快速发展的时期。 在此次项目实验中我们小组也采取了高压电路电离的方法，将尾气中带电颗粒物电离出来。高压电路主要技术通过汽车电瓶输出的直流电用电路转换成交流电，然后通过变压器升压成高压交流电，再通过稳压电路输出稳定的高压接在铁丝网上。 汽车尾气的处理除了高压电外还有通过加速或者增添一些化学反应，使尾气中有害物质能通过一系列有机化学反应转换成无害的无机物排入空气中。对这些反应的研究主要集中在催化净化转化器上。而催化剂又是催化净化效果的关键。因此，开发高效实用的催化剂是控制汽车尾气排放至关重要的一环。 20世纪70年代初,汽车尾气催化净化器多为氧化型，使用铂、钯或两者混合的催化剂来提高尾气中HC、CO同O2反应的速度，降低HC、CO的排放量。但随着大气中NOx含量的的增加，人们要求同时净化汽车尾气中的HC、CO、NOx。后来就出现了两段净化法，又称氧化-还原法。随后又于1977年开始采用含有Pt、Pd、Rh三效催化剂并能同时降低HC、CO、NOx的无害三效催化净化器。 目前，国内外汽车尾气净化催化剂多为能够同时催化转化HC、CO与NOx的固体三效催化剂。和许多工业固体催化剂一样,汽车尾气净化催化剂主要由活性组分、载体与助剂3部分组成。汽车用三效催化剂的活性组分主要分为贵金属型、非贵金属型与稀土型。贵金属型的活性组分主要由Pt、Pd和Rh组成。Rh是加速NOx还原的活性组分，虽然Pt和Pd同时对HC、CO、NOx的转化起催化作用，但是对NOx的还原能力低于含Rh催化剂。在3种贵金属中,Pd的价格远低于Pt 和Rh，而且Pd资源较Pt、Rh丰富，其耐热性好，使用Pd催化剂有利于降低成本,提高催化剂的使用寿命。因此,单Pd催化剂便成为三效催化剂发展的一个重要方向。如Kim D H[4,5]等人用溶胶法制备一种以钒与锆为助剂的单钯催化剂,其中n(V)/（Zr）=0.36，Pd、V、Zr的质量分数分别为1%、2%与10%。所得的单钯催化剂具有很高的低温活性、热稳定性与抗SO2毒性,这主要是由于催化剂中V与Zr形成的V)O)Zr键，具有一定的协同作用，这些Zr)O)X键(X为V或Al)与催化剂中的C-Al2O3形成了无定形四面体的配位结构:(M)O)3VO，使Pd在催化剂表面获得很好的分散性。即使是在1 000e以上的高温,由于这种配位键作用，
几种新型的汽车尾气净化催化剂.
2005年第10期广东化工51 几种新型的汽车尾气净化催化剂 黎展毅,颜幼平,蔡河山 (广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州510090) [摘要]本文主要针对汽车尾气所造成的环境污染问题的必要性和迫切性。,、研究情况以及多种条件下的最佳反应。 [关键词]汽车尾气;;indsofAutomobileExhaustCatalysts LiZhanyi,YanYouping,CaiHeshan (EnvironmentalScienceandEngineeringInstitute,GuangdongUniversityof Technology,Guangzhou510090,China) Abstract:Pollutionfromautomobileexhaustisadifficultproblem.Theexploitationandapplic ationofthenewkindsofcatalystsinautomobileexhaustwerenecessaryandinstant.Thispaperi ntroducedthreekindsofcatalystsinau2tomobileexhaustandthecharacteristics,catalyticprinc iples,thedevelopmentandthebestreactionsunderdifferentconditionsofeachother. Keywords:automobileexhaust;catalysts;catalyse 随着我国国民经济的迅速增长,交通运输业也得到了迅猛的发展,其中最明显的是道路汽车数量的日益增多。随之而来的汽车尾气问题也日益受到了人们的关注。 汽车尾气中所含的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物质(如碳粒等)大量排放至空气中可导致酸雨和化学烟雾。其中在人口超百万的大城市中,NOx污染尤为突出,部分主要交通干道的NOx和CO已严重超标。汽车尾气的排放已构成了空气的严重污染,对人体的健康造成了潜在的危害[1,2]。我国的第一个汽车尾气排放标准GB3842-7-83自1984年4月1日起实施。近几年,随着人们对环境保护的日益重视以及中国加入世界贸易组织(WTO),我国对汽车尾气的排放要求也日渐提高。在分析了美国、日本和欧盟等国家地区的汽车尾气排放标准后,认为欧盟标准较为适合我国的实际情况,并于1993～2000年间出台了一系列的排放标准,后修订为GB18352.1-2000我国第一阶段实施的排放标准(相当于欧1标准),于2004年1月1日起开始实施GB18352.2-2000(欧2标准),实现2010年逐步接近或与国际接轨[3]。故此,研究如何控制和治理众多汽车尾气也成为一个相当迫切的课题。 当前,虽然贵金属催化剂的研究较为成熟,应用也较为普遍,但由于贵金属的储藏量少,价格昂贵,使贵金属催化剂。90年代初,应用于机动车尾
汽车尾气催化剂的研究进展
汽车尾气净化催化剂及载体的研究进展 3 赵秋伶,徐小健,蔡秀琴 (渭南师范学院化学化工系,陕西 渭南 714000) 摘 要:汽车尾气是大气污染的主要来源之一,汽车尾气净化器催化是控制汽车污染的重要手段。因此本文综述了汽车尾气 净化催化剂及其载体的研究进展,包括催化剂及其载体的分类及研究进展。并对金属型催化剂及稀土复合型催化剂进行了优缺点的比较,提出了汽车尾气净化催化剂的研究发展方向。 关键词:汽车尾气;机外净化;尾气净化;三效催化剂;催化剂载体;颗粒型催化剂;蜂窝型催化剂 Research Progress on Ca t a lysts and Ca t a lyst Substra te for Pur i fy i n g Auto m ob ile Exhaust 3 ZHAO Q iu -ling,XU X iao -jian,CA I X iu -qin (Depart m ent of Che m istry and Che m ical Engineering,W einan Teachers University,ShanxiW einan 714000,China )Abstract:Aut omobile exhaust is one of the main s ources of the air polluti on .The catalytic purificati on by the purif 2ying agents of aut omobile end -gas is one of the i m portant methods of reducing the aut omobile polluti on .Pr ogress of cata 2lysts f or purifying aut o e m issi on and its supporterswere summarized and devel opmental directi on for purificati on of aut o ex 2haust was als o illustrated .And rare earth metal compound catalyst and a catalyst of the comparative advantages and disad 2vantages .And aut omobile exhaust gas purificati on catalyst of devel opment . Key words:aut omobile exhaust;purificati on of end -gas;catalytic agent;three -way catalyst;catalyst substrate;catalyst particles;honeycomb -type catalyst 3 基金项目:渭南师范学院专项科研基金项目(06YKZ013、06YKZ015)。 随着社会经济和城市进程的快速发展,人民群众生活水平不断提高。城市居民经济、文化生活更加繁荣。人们对出行方便、快捷和舒适的要求也越来越高。私家车也不断增多,汽车作为一种现代化的交通工具正在进入家庭。汽车尾气的污染问题也成为当前社会急需解决的问题。现在常用的净化技术主要分为机内净化与机外净化两大类。 机内净化[1]是通过改进汽车内燃机结构和燃烧状况来实现的。如改进化油器,点火系统及燃烧系统,用电子方式控制汽油喷射;加快科研成果推广,提高清洁无污染燃料的普及率。机内净化技术只能减少有害气体的生成量。为了使汽车尾气排放达到更加严格的排放标准,就需要在汽车尾气排放到大气之前,利用催化转化装置将其转化为无害气体。机外净化的研究主要集中在催化净化上,而催化剂又是净化效果的关键。所以科学家将催化剂的改良及载体的选择作为研究重点。本文主要介绍了机外净化的有关催化剂及其载体的有关内容。 1 汽车尾气净化催化剂的种类 1.1 氧化催化剂(“两效”催化剂)和“三效”催化剂(T W C) (1)氧化催化剂:作为第一代催化剂,国外是Pt 、Pd 氧化型 催化剂。但此类的催化剂只能控制一氧化碳和碳氢化合物的排放量,因此称其为“两效”催化剂。但其只适用于早期的达标排污的汽车。从上个世纪80年代起,美国联邦政府提高了车辆 NO X 的排放标准,使此类催化剂不能达到标准而慢慢被淘汰。 也促进了新型催化剂的产生和发展。 (2)“三效”催化剂:作为目前汽车尾气净化的主流技术,它的发展经过了三个阶段。由于对NO X 的排放的标准提高了,所以应运而生了Pt 、Rh 催化剂,该催化剂可以同时净化一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物,故称为“三效”催化剂。这是“三效”催化剂的研究的第一阶段。但此催化剂需要大量的Pt 、Rh 等贵金属;价格昂贵又容易受铅中毒。因此不适合使用含铅汽油的汽车使用。第二阶段:用Pd 来部分替代Pt 、Rh,以降低催化剂的成本。制备以Pt 、Rh 、Pd 为主体的“三效”催化剂。第三阶段:全钯催化剂[2]。Pd 比Pt 、Rh 资源丰富,价格便宜且耐热性能好。 但在实际应用中,“三效”催化剂仍有一些问题需要解决。如:空燃比匹配对催化剂催化特性的影响,催化剂失活等。 1.2 贵金属型催化剂、非贵金属型催化剂、贵金属与 稀土复合型催化剂 根据所使用的主催化组分不同,可把催化剂分为三类:贵金属型催化剂、非贵金属型催化剂、贵金属与稀土复合型催化剂。
汽车尾气催化剂的研究现状及发展前景
汽车尾气催化剂的研究现状及发展前景 环境问题是一个全球问题, 要靠全世界每一个人的努力来解决。随着世界经济、科技的不断发展和社会文明的不断进步, 人们的物质需求也在一天天增长。汽车是现代社会最普及的交通工具,特别是近年来私家车越来越多, 带来了很多问题,其中环境问题是不容忽视的。汽车的使用对环境的污染主要有噪音污染和尾气排放造成的空气污染。在我国, 汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。汽车排放的污染物主要来源于内燃机，其有害成分包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx) 、硫氢化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽车污染控制的主要大气污染成分。汽车尾气对人类的健康危害很大，治理汽车排放污染，已成为一项刻不容缓的任务。 1 汽车尾气净化的方法 国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车内燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。汽车尾气污染控制可以分为机内和机外两种技术。机内净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方法，催化剂又是净化效果的关键。因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。 汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原成N2。由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化型和还原型两部分。氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下： 2CO+O2 2CO2
汽车尾气处理(小论文)
汽车尾气处理（小论文） F1115002 5111509040 周于聪【摘要】汽车尾气是大气污染的主要来源之一，而尾气的催化转化是目前处理尾气污染的主要手段。本文简述了尾气的主要污染物及其危害，尾气催化转化的主要过程及其反应方程式，并通过简要计算证明其可行性和温度等相关数据，简单介绍了目前比较广泛使用的催化剂及其今后的一些发展方向。 【关键词】汽车尾气、催化转化，催化剂，尾气处理反应式，尾气处理温度 【引言】随着现代社会的不断发展，人们的生活水平的不断提升，汽车的购买量和使用量快速增长，与之而来的汽车尾气污染问题也愈来愈严重，寻找高效可行的尾气处理技术变得越来越急切。 一、汽车尾气中的主要污染物及其危害 汽车尾气中含有因不完全燃烧产生的碳氢化合物（HC），一氧化碳（CO），氮氧化物（NO X）以及少量的二氧化硫（SO2）和铅化合物等，这些有害物质直接排放对人体及环境会造成严重的后果。 一氧化碳（CO）与人体中的血红蛋白（H b）的亲和力明显高于氧气（O2），一旦人体 吸入较大量的CO，因发生如下反应：H b O2+CO?H b CO+O2，导致人体缺氧，危及生命。 碳氢化合物（HC）本身即具有致癌作用，且会强烈刺激眼睛和呼吸道，在空气中易与氮氧化物（NO X）在太阳光下产生光化学烟雾，造成大气污染，严重时甚至可以使人麻痹中毒。 氮氧化物（NO X）主要是NO和NO2，其中高浓度的NO能引起中枢神经瘫痪及痉挛, NO2能引起人体中毒,易是酸雨的主要成因之一。
倘若汽车尾气不及时有效的处理其严重生态影响和社会影响不堪设想，甚至会阻碍社会的进一步发展。 二、我国汽车尾气的排放现状 据最新的环境保护部报告显示[1]：2009年，全国机动车排放污染物5143.3万吨，其中一氧化碳（CO）4018.8万吨，碳氢化合物（HC）482.2万吨，氮氧化物（NOx）583.3万吨，颗粒物（PM）59.0万吨。汽车是机动车污染物总量的主要贡献者，其排放的CO和HC超过70%，NOx和PM超过90%。 由以上数据可见，汽车尾气处理压力巨大且十分重要，更高效的处理技术将是今后研究的一大方向。 三、汽车尾气的催化转化（三效催化剂为例） 1、三效催化剂的基本原理 通过催化剂的作用，把CO、HC、NO X 分别氧化、还原为对人体健康无害的二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水蒸气（H2O）。 2、三效催化剂的主要反应方程式 CO、HC氧化反应: 2CO+O2＝2CO2 2H2+O2＝2H2O HC+O2→CO2+ H2 NO的反应: 2CO+2NO＝2CO2 +N2 HC+NO→CO2 +N2 2H2 +2NO＝2H2O +N2 水蒸气重整反应: HC+H2O→CO +H2 水煤气转换反应: CO+H2O＝CO2+H2
汽车尾气催化剂的进展
汽车尾气催化剂的进展 【摘要】：汽车排放的尾气中含有大量的N0x、HC及CO，对人体危害很大，而高效汽车尾气净化催化剂是实现车外净化、解决这一问题的关键。本文综述了目前国际上催化消除汽车尾气催化剂的研究现状，分析了三效贵金属催化剂、钙钛矿氧化物催化剂、分子筛催化剂等各自的优势和存在的问题。对催化消除机理作了简单的概述，最后对汽车尾气净化催化剂的发展方向提出了展望。 【关键词】汽车尾气；催化剂；净化；贵金属，钙钛型催化剂 1、前言 随着经济社会的进步，我国汽车工业得到了快速发展，汽车尾气造成的环境污染也日益严重．城市汽车尾气污染已成为城市大气不断恶化的主要污染源头。有效治理城市汽车尾气污染，是环境保护专业和汽车业面临的一项紧迫任务。由于全球汽车销量的不断增加，汽车尾气排放造成的大气污染问题受到了人们的更大关注。因此，研究开发催化汽车尾气催化剂便成为汽车尾气催化剂科研的一个主要热点和可行方向。 2、复合型催化剂 2.1、钙铁矿型氧化物(ABO3) 为了降低成本，作为贵金属的替代物，近年来，钙铁矿型氧化物(AB03)在汽车尾气净化方面发挥了越来越重要的作用。钙钛矿结构催化剂的分子式为ABO3．A位通常是La系元素和K，Rb，Sr，Pb等半径0．90-1．65埃的金属离子，B位是过渡金属Ni，Co，Mn，Cr，Cu，Fe，Ti等。AB03的重要性质在于：钙钛矿型氧化物(ABO3)能在维持其基本晶体结构的同时，具有可变价的阳离子和颇多的氧空位，其他体系是难以相比的。由基本结构派生出不同构架的可能性，A和B位阳离子的可替代性使我们可对催化剂的性能进行修整，设计新材料。ABO3作为一种原型体系汇聚了催化领域的众多学科，B位过渡元素离子的活性和选择性是催化研究的主题。Ru、Rh和Pt在B位上的部分替代提高和稳定了ABO3的活性，增强了抗毒性；另一方面，Ru的易挥发性，Rh的氧化扩散，Pt颗粒高温下长大，都由于它们进入了ABO3结构中而被抑制。选择B位上的阳离子和组成比，使之有适当对称能级的轨道，对提高还原N0x 的选择性和三效催化剂的功能尤为重要。1972年Wiswanathen对钙铁矿型氧化物作过系统的评述，其中对LaCo0，的初步检验表明，N0x的高转化率可在C0高浓度时达到，CO和HCx 的高转化率可在C0低浓度时达到。 虽然钙钛矿型氧化物ABO3近来在尾气消除方面得到了很大的发展，但总体来说，这类
汽车尾气催化剂
汽车尾气净化催化剂 环境问题是一个全球问题，要靠全世界每一个人的努力来解决。随着世界经济、科技的不断发展和社会文明的不断进步，人们的物质需求也在一天天增长。汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近年来私家车越来越多，带来了很多问题,其中环境问题是不容忽视的。汽车的使用对环境的污染主要有噪音污染和尾气排放造成的空气污染。在我国，汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。汽车排放的污染物主要来源于内燃机，其有害成分包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氢化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽车污染控制的主要大气污染成分。HC是在局部缺氧或低温条件下烃不完全燃烧而产生，NOx是火花塞点火瞬间高温高压下空气中的N2、O2反应的产物。汽车尾气对人类的健康危害很大，治理汽车排放污染，已成为一项刻不容缓的任务。 一、汽车尾气净化催化剂简介 1.1汽车尾气净化 国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车内燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。汽车尾气污染控制可以分为机内和机外两种技术。机内净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方法，催化剂又是净化效果的关键。因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。 汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原成N2。由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化
汽车尾气催化剂市场需求分析
内容摘要 中国入世以来，汽车爆发性的增长，汽车零部件业也实现了持续、快速增长。据保守预测（估算），仅2012年产销双双突破1900万辆，中国整车需求的增长势必激发汽车其他产业的快速增长。虽然零部件市场潜力很大，但市场竞争越来越严峻。汽车整车企业根据市场竞争的要求，为提高品牌系列整车的价格、质量等整体竞争力，需要选择成本更低、品质更好、响应速度快和服务更优的汽车零部件企业供货。 近两年，公司（裕丰昌达汽车部件有限公司）未能开展其他关于汽车的业务，加上行业竞争对手实力强大，公司的市场份额受到挤压，所以决定在保持原有市场份额的基础上进军汽车环保市场来满足汽车市场不断变化的需求。 本文在营销理论的指导下，对汽车尾气催化剂做了市场分析，通过有目的地、有系统地搜集、记录、整理有关市场信息，了解汽车尾气催化剂市场需求现状，为公司进军该市场的可行性提供参考和借鉴。 关键词：汽车环保汽车尾气市场需求分析
裕峰昌达汽车部件有限公司汽车尾气 催化剂市场需求分析 一、导论 在全球生态环境不断恶化的今天，环保已经成为一个热门词。随着乘用车队伍的不断壮大，空气质量成了人们日益关注的问题。在各省市的环保局网站上，每日空气质量报告都在显著位置被及时公布。当今各地的节能减排攻坚战进行得如火如荼。所以选择一个质量较好、性能稳定、寿命较长的催化器就显得尤为重要。 裕丰昌达汽车部件有限公司是上海同业煤化集团有限公司的子公司，是山西省大同市大型零部件生产企业，公司现供车型为 Lavida 朗逸,UC 明锐，桑塔纳等。裕丰昌达汽车部件有限公司在为大同齿轮厂等企业配套过程中，获得了先进的技术支持，取得了丰厚的利润回报和较高的市场赞誉，公司近几年，业务量平稳发展，2012年销售收入达到1亿左右。零部件市场潜力很大，但市场竞争越来越严峻，公司决定在保持原有市场份额的基础上进军汽车环保市场，生产汽车尾气催化剂来满足汽车市场不断变化的需求。 二、裕丰昌达汽车部件有限公司相关简介 (一)公司简介 大同市裕峰昌达汽车部件有限公司成立于2001年初，注册资金4000万元，其中上海同业投资发展有限公司控股97.5%，自然人股东王大板出资2.5%。企业主要经营范围为汽车零部件加工销售，公司设立的主旨是打造精品，奉献社会，为中国重汽集团配套生产各种一流汽车零部件，诚信服务、精诚合作，最终发展成为为国内外机械动力集团打造国际一流的汽车传动装置生产基地。 (二)现阶段开发产品简介 目前公司正在致力于汽车尾气催化剂项目的开发和试产阶段。汽车尾气催化剂，是一种汽车尾气净化装置。一般安装位置在发动机排气气管出来后。外型看一般有椭圆、圆形两种，是一种新型的汽车环保产品。这种产品是为了消除汽车尾气中这些有
汽车尾气三效及四效催化剂
汽车尾气可归纳为三个发展阶段： 第一阶段：强调机内净化的初期污染如燃油品质改善，曲轴箱强制通风系统，燃油蒸发回收系统，燃烧系统、供油系统和点火系统的改造，废气再循环，排气管内喷射二次空气，高能点火与稀薄燃烧等。 第二阶段：氧化催化技术，即除了上述的一些行之有效的方法而外，采取机外净化技术，在汽车排气系统上安装氧化型催化转化器，用以氧化净化排气中的CO 和HC 等。 第三阶段：氧化还原催化技术与电控技术相结合，即将电喷技术与三元催化转化技术相结合，同时去除汽车排气中的HC、CO 和NOx等。 三效催化剂的反应机理 三效催化转化器的反应机理如下: 发生的化学反应主要是CO和HC的氧化反应以及NOX的还原反应,CO和HC与NOX互为氧化剂和还原剂。另外,在汽车尾气排放物中除了含有CO、HC和NOX外,还含有大量的水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2),因此还伴随着CO的水煤气反应和HC的水蒸气重整反应。 四效催化剂 柴油机的空燃比大于1 , 尾气中氧气含量高, 柴油车的尾气动态监测表明, 排放的HC 和NOx 的比例低不利于二者之间的反应。因为大部分NO 是在高负荷的高温状况下产生的, 此时HC 氧化进行得较为完全, 没有足够的HC 来还原NO 。但是柴油车尾气中的PM 也属于还原性物质, 因而, 利用HC 、CO和PM 在富氧条件下还原NOx , 以达到同时除去污染物的目的, 在理论上是可行的。 目前, 世界上几家著名的催化剂公司, 如英国Johnson Matthey 公司、美国Allide Signal 公司和德国Degussa 公司和国内许多单位都致力于四效催化剂的开发。有关四效催化剂的报道较少, 目前研制开发的四效催化剂主要有2类:贵金属四效催化剂和非贵金属四效催化剂。 详见《柴油车尾气四效催化剂的研究_张业新》
汽车尾气净化催化剂
汽车尾气净化催化剂的发展 再生10 骆思彬 200910703113 摘要：随着汽车尾气污染的日益严重，尾气净化成为时势所趋。合成具有大比表面积、较好热稳定性和储氧性能的物质，并以其为载体制备汽车尾气净化催化剂，为新型汽车尾气净化催化剂的开发奠定基础。 关键词：催化剂，合成，稳定性，反应性能 0.引言 汽车作为现代社会最重要的交通工具之一，给人们的生活和工作带来便利。但是汽车尾气也已成为除煤烟型大气污染之外的又一大气污染源。这是主要是由于汽车尾气中含有不完全燃烧的产物一碳氢化合物、一氧化碳，以及过度燃烧的产物一氮氧化合物，它们对人体的健康及动植物的生存构成巨大的危害。 针对汽车尾气污染，美国、日本等国家早在20个世纪60年代就出台了相关的排放法令，而我国在这方面起步较晚，许多方案措施都还不健全。特别是近几年，我国汽车保有量每年以8％的速率递增，这意味着汽车尾气污染占空气污染源的比例将逐步增大。作为奥运会举办国。国家计划在2008年之前，使汽车尾气排放至少要达到欧2标准，力争达到欧3标准。但目前由于我国催化净化技术的相对落后，北京等已成为全世界汽车尾气污染最严重的城市之一，所以汽车尾气污染治理已经成为势在必行的一项工作。汽车尾气污染控制的方式主要有机内净化和机外净化2种。其中，绝大多数污染物来自尾气的排放，因而机外净化是控制汽车排污的快捷方便而有力的手段，其研究主要集中在催化净化上，而催化剂又是催化净化效果的关键。 研究不同合成方法以及合成因素对制得钸锆固溶体结构性能的影响，然后从优化合成路径以及调变各合成因素入手，合成出满足尾气净化催化用的结构性能优良的铈锆固溶体载体，并进一步考察铈锆固溶体合成方法对制得催化剂结构性能的影响、活性组分与载体之间的相互作用、不同合成因素对催化剂反应性能的影响等。最终关联铈锆固溶体结构与催化剂反应性能之间的关系，为新型汽车尾气催化剂的开发奠定基础。 1.汽车尾气净化催化剂的发展历程 汽车尾气催化剂的研究始于上世纪60年代。有关汽车尾气处理的研究，美国等西方国家处于领先水平，我国起步较晚，仅从1981年开始制定排放标准。汽车尾气处理用催化剂研制过程大致经历了四个阶段。 第一阶段是单一组分的贵金属催化剂。开始人们采用的催化剂主要是负载在球状氧化铝上的贵金属(I t、Pd)型催化剂，但球状、粒状催化剂使汽车尾气排放阻力增大，发动机油耗上升、功率下降，而且在转化器中易磨损粉化，造成二次污染。到了80年代汽车数量增加，环保方面南J'NO。的要求也越来越严格，使催化剂发展到第二阶段的二元催化剂，主要通过向催化剂中加入Rh，使其成为还原反应的活性中心，而将Nox脱除，这时的催化剂是由氧化剂一还原剂两部分构成。但这一催化剂很快就被现在广泛应用的三元催化剂(TWC)所取代。后来，随着各国汽车工业的迅猛发展，对催化剂的用量愈来愈多，而贵金属储藏有限，这就使得催化剂成本提高。在催化剂活性组分Pd、Pt、Iul中，Pd较Pt、Rh便宜的多，而Pd催化活性没有明显降低，所以在Pt-Rh催化剂中大量引入Pd。近年来，各国的科研人员又致力于新一代催化剂材料的开发16l，目的是进一步降低贵金