汽车尾气催化剂的研究现状及发展前景

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汽车尾气催化转化技术研究

汽车尾气催化转化技术研究

汽车尾气催化转化技术研究在当今这个快速发展的时代,人们的交通方式也变得更加便捷和普遍。

与此同时,汽车的数量也在急剧增长,这些汽车所产生的尾气排放已经成为了一个严重的问题。

尾气主要是由一些化学物质构成,包括一氧化碳、氮氧化物、氢气等。

这些化学物质对于人类健康和环境都具有负面影响,尤其是氮气化物,它们主要来源就是汽车的尾气。

为了解决这个问题,现代科学技术不断地研究和探索汽车排放尾气的环保技术,其中一项非常有效的技术就是汽车尾气催化转化技术。

下面我们将详细介绍这项技术的原理、发展和应用。

一、汽车尾气催化转化技术简介尾气催化转化技术是一项基于催化反应原理的技术,它可以将汽车尾气中的有害物质转化成无害的物质。

这项技术的核心是催化剂,催化剂可以降低化学反应的活化能,从而促进反应的进行,这个过程不需要消耗任何能量。

二、尾气催化转化技术的发展历程尾气催化转化技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代初。

1953年,第一台带有催化转化器的汽车在美国问世。

1975年,美国开始要求所有的汽油车配备催化转化器,其目的是降低排放的一氧化碳和氮气化物的含量。

在这一段时间里,尾气催化转化技术经历了几个重要的发展阶段。

首先,催化剂的种类不断地丰富和改良,从铂到钯、铑、钨和镍等多种金属催化剂,而且它们可以与一些复合物或离子形成多相催化剂,从而提高催化的效率和稳定性。

其次,在催化剂技术的基础上,出现了一些新的技术手段,如吸附器、催化燃烧器、旋转催化转化器等,这些技术手段主要是用于提高催化器的稳定性和效率。

最后,随着科学技术的不断进步,催化转化技术也在不断地进行深化和集成。

如今,尾气催化转化技术已经被广泛应用于汽车、机器和发电机等行业。

三、尾气催化转化技术的应用前景尾气催化转化技术的应用前景非常广阔,它可以为人类创造更加清洁和健康的生活环境。

下面是具体的应用前景:1、尾气净化技术:这项技术可以帮助减少汽车的排放尾气对环境的污染。

2、能源转化利用技术:通过尾气转化成有用的能源用于发电和供暖,不仅可以帮助减少污染,还可以实用化解能源危机。

汽车尾气催化剂行业分析

汽车尾气催化剂行业分析

行业产业链结构
上游产业
01
主要包括贵金属、稀土金属、陶瓷等原材料供应商以
及催化剂生产设备制造商。
中游产业
02 即汽车尾气催化剂生产商,负责催化剂的研发、生产
和销售。
下游产业
03
主要包括汽车制造商、汽车维修服务商和汽车后市场
服务商等,是催化剂产品的最终使用者和消费者。
02
市场现状分析
市场规模与增长
在投资决策时,应全面评估投资风 险与收益,谨慎制定投资策略。
04
THANKS
感谢观看
国际市场拓展
加强与国际合作伙伴的交流与合作,拓展海外市场,提高企业盈利 能力。
投资策略建议
01
关注技术创新
投资企业应关注技术创新,提高自 身研发能力,保持技术领先地位。
拓展销售渠道
积极拓展销售渠道,提高产品市场 占有率。
03
02
加强产业链整合
通过产业链整合,降低生产成本, 提高企业竞争力。
谨慎投资决策
密切关注政策动向。
02
市场竞争风险
国内外汽车尾气催化剂企业众多 ,市场竞争激烈,投资企业需具
备较强竞争力。
04
供应链风险
催化剂原材料供应及价格波动可 能影响企业生产成本和盈利能力

行业发展机遇挖掘
新能源汽车市场增长
新能源汽车市场持续扩大,为汽车尾气催化剂行业带来发展机遇。
环保政策推动
各国政府加强环保政策,推动汽车尾气排放标准提升,催化剂市场 需求增加。
技术创新趋势
高效催化技术
研发高效催化技术,提高催化剂的转化效率 和选择性。
环保材料应用
探索环保材料在汽车尾气催化剂中的应用, 降低二次污染。

2024年汽车尾气净化三效催化剂市场发展现状

2024年汽车尾气净化三效催化剂市场发展现状

汽车尾气净化三效催化剂市场发展现状引言近年来,全球汽车使用量急剧增加,汽车尾气排放已经成为城市环境污染的重要来源之一。

为了应对这一问题,汽车尾气净化技术得到了广泛研究和应用。

其中,汽车尾气净化三效催化剂作为一种关键装置,具有重要意义。

本文将从市场发展现状出发,对汽车尾气净化三效催化剂进行分析和探讨。

市场概述汽车尾气净化三效催化剂市场发展前景广阔。

当前,全球范围内尾气排放标准越来越严格,政府对环境保护的呼声愈发高涨。

这促使汽车制造商不断积极寻求更先进和高效的尾气净化技术。

因此,汽车尾气净化三效催化剂作为目前最先进的技术手段之一,其市场需求快速增长。

技术特点汽车尾气净化三效催化剂的主要技术特点包括: 1. 多功能性:汽车尾气净化三效催化剂能够同时催化氧化反应、还原反应和储氧氧化还原反应。

它可以高效净化含有CO、HC、NOx等有害气体的汽车尾气。

2. 高效性:三效催化剂具有高催化活性和卓越的稳定性,能够在广泛的温度范围内实现高效净化。

3. 长寿命:经过特殊的设计和制造工艺,三效催化剂具有较长的使用寿命,能够满足汽车使用的要求。

4. 适应性强:三效催化剂可以根据不同车型和排放标准的要求进行定制制造,能够适应不同的应用场景。

市场竞争态势目前,汽车尾气净化三效催化剂市场上存在着激烈的竞争。

一方面,各大汽车制造商和催化剂供应商都在加大研发和生产投入,不断提高催化剂的性能和使用寿命。

另一方面,由于技术门槛较高,市场上的主要参与者相对较少。

目前,国内外汽车尾气净化三效催化剂市场上的主要厂商有Johnson Matthey、BASF、Umicore、Clariant 等。

市场发展趋势1.绿色环保:随着环保意识的不断提高,市场对环保型尾气净化技术的需求也在增加。

未来,汽车尾气净化三效催化剂市场将更加注重绿色环保,推动技术突破和创新。

2.向高效净化方向发展:汽车尾气排放标准的不断提高,对催化剂技术的要求也越来越高。

中国汽车尾气催化剂行业市场调研与投资前景研究报告

中国汽车尾气催化剂行业市场调研与投资前景研究报告

中国汽车尾气催化剂行业市场调研与投资前景研究报告一、行业概况
随着全球环境保护意识的提高,汽车行业的尾气排放问题日益凸显,中国政府也加大了对尾气排放的监管力度。

尾气催化剂因其能够有效降低汽车尾气中有害物质的排放,受到了广泛应用和关注。

二、市场规模
据市场调研数据显示,中国汽车尾气催化剂市场规模在逐年增长。

截至2024年,中国汽车尾气催化剂市场规模已达到XX亿元,预计未来几年将继续保持增长。

三、市场竞争
中国汽车尾气催化剂市场竞争激烈,主要有国内外几家大型企业占据市场份额。

其中,国外企业技术成熟、品牌知名度高,具有一定的市场竞争优势。

但国内企业在产品研发和技术创新方面也有所突破,正在逐步提升市场竞争力。

四、投资前景
1.国家政策支持:中国政府将积极推动汽车尾气排放的降低,出台了一系列的支持政策,包括减税优惠、补贴政策等。

这将为尾气催化剂行业提供广阔的发展机遇。

2.市场需求增长:随着汽车保有量的不断增加,对尾气催化剂的需求也将持续增长。

特别是在新能源汽车推广的背景下,尾气催化剂市场将迎来更多的机会。

3.技术升级:尾气催化剂行业必须不断进行技术创新和升级,以适应
日益严格的排放标准和环保要求。

这将为企业带来更多的研发和生产机会。

综上所述,中国汽车尾气催化剂行业市场具有较大的发展潜力。

尽管
市场竞争激烈,但国家政策支持和市场需求增长将成为行业长期发展的重
要驱动力。

对于投资者来说,进入尾气催化剂行业是一个具有潜力和机会
的选项。

2024年汽车三效催化转化剂市场环境分析

2024年汽车三效催化转化剂市场环境分析

2024年汽车三效催化转化剂市场环境分析1. 引言汽车三效催化转化剂是一种重要的环保材料,用于汽车尾气处理。

随着环保意识的增强和政府对汽车尾气排放的监管力度加强,汽车三效催化转化剂市场呈现出快速增长的趋势。

本文将对汽车三效催化转化剂市场的环境进行分析,包括市场规模、主要市场驱动因素以及市场竞争形势等。

2. 市场规模分析根据市场研究机构的数据显示,汽车三效催化转化剂市场规模呈现稳步增长的趋势。

预计到2025年,全球汽车三效催化转化剂市场规模将达到120亿美元。

主要原因包括以下几点:•环保意识的增强:随着全球环保意识的提高,政府对汽车尾气排放的限制日益严格,汽车制造商不得不采取措施减少尾气排放,推动了汽车三效催化转化剂市场的发展。

•政府政策支持:各国政府纷纷出台相关政策,鼓励汽车制造商使用催化转化剂,以达到环保要求,这也为汽车三效催化转化剂市场的增长提供了支持。

•技术创新:随着技术的进步,汽车三效催化转化剂的性能不断提高,为汽车制造商提供了更多的选择和解决方案,进一步推动了市场的增长。

3. 市场驱动因素分析汽车三效催化转化剂市场的增长受到多个因素的驱动。

3.1 环保政策的推动政府对尾气排放的限制日益严格,推动汽车制造商使用催化转化剂来减少有害气体的排放。

各国政府出台环保政策,对车辆尾气排放进行监管和控制,使得汽车三效催化转化剂市场需求增加。

3.2 技术进步的促进随着催化转化剂技术的不断创新和进步,新型的催化转化剂具有更高的效率和更低的成本,能够更有效地减少尾气排放,满足环保要求。

汽车制造商更愿意采用新型的催化转化剂,推动了市场的增长。

3.3 汽车产业发展的助推全球汽车产业的快速发展也为汽车三效催化转化剂市场提供了良好的发展机遇。

随着汽车销量的增加,对尾气排放的要求也不断提高,促使汽车制造商增加对催化转化剂的需求。

4. 市场竞争形势分析汽车三效催化转化剂市场竞争激烈,主要竞争者包括国内外的催化剂制造商和汽车制造商自己生产的催化转化剂。

汽车尾气催化剂行业现状分析报告

汽车尾气催化剂行业现状分析报告

汽车尾气催化剂行业现状分析报告当前,全球环境污染日益加剧,汽车尾气排放成为主要的污染源之一、为了减少尾气排放对环境造成的危害,汽车尾气催化剂行业应运而生。

本文将从行业概况、市场规模、发展趋势等方面进行分析,以便更好地了解汽车尾气催化剂行业的现状。

1.行业概况2.市场规模据统计,全球汽车尾气催化剂市场规模持续增长。

根据市场研究机构的数据,2024年全球汽车尾气催化剂市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将增长至XX亿美元。

中国市场作为全球最大的汽车市场之一,对尾气催化剂的需求也持续增长。

3.国内外市场竞争格局尾气催化剂行业的竞争主要集中在全球几家大型跨国公司之间,其中包括美国的Johnson Matthey、德国的BASF、日本的东京威力和阿尔巴马。

这些跨国企业在技术研发、生产能力和市场渠道等方面具有一定优势。

在国内市场上,中国企业也取得了一定的发展,例如玖龙、嘉里物流等。

4.发展趋势(1)技术升级:为应对越来越严格的汽车尾气排放标准,尾气催化剂行业需要不断进行技术升级,研发更高效、更环保的催化剂产品。

(2)可持续发展:环保成为全球各国政府的重要议题,尾气催化剂行业将面临更多的环境监管和限制,需要更加注重可持续发展的研究和实践。

(3)多元化应用:随着新能源汽车的快速发展,尾气催化剂行业也将出现新的应用领域,例如燃料电池汽车和混合动力汽车等。

(4)国际合作:为了在技术和市场上保持竞争优势,尾气催化剂行业需要加强国际合作,共同应对环保挑战,并分享技术和市场机会。

综上所述,尾气催化剂行业面临着巨大的市场机遇和挑战。

在全球环保潮流下,尾气催化剂行业将发挥越来越重要的作用,减少汽车尾气排放对环境造成的伤害。

随着技术的不断创新和政府监管的加强,尾气催化剂行业将进一步优化产品结构,实现可持续发展。

汽车尾气处理催化剂载体行业市场发展现状与未来发展趋势

汽车尾气处理催化剂载体行业市场发展现状与未来发展趋势一、国六标准下尾气处理市场面临变局我国汽车尾气排放标准自2001年国一标准推行以来不断加码,进入国六阶段,我国的排放指标与欧洲、美国、日本等地区的同级别排放标准相当,部分指标甚至更为严苛。

轻型汽车国六a和国六b标准分别于2020年7月1日和2023年7月1日生效。

国六a 燃气重型车、城市重型车和所有重型柴油车于2019年7月1日、2020年7月1日和2021 年7月1日陆续实施此标准;而国六b燃气重型车和所有重型车将于2021年1月1日和2023年7月1日陆续实施完成。

而为满足国六标准的排放要求,汽油车和柴油车均需进行尾气处理系统的升级,这将推动尾气后处理行业空间快速扩容,载体和催化剂覆涂市场有望实现快速增长。

近年来各地政府对空气污染进行溯源排查,确定空气污染防控的重点。

污染源头一般包括固定燃烧源、生物质开放燃烧源、工业工艺过程源、移动污染源等等,数据显示机动车尾气已经成为部分城市主要污染源之一,例如在北京22%的大气污染物来自于汽车尾气。

其中乘用客车以汽油机为主,是HC和CO2排放的主要力量,而货车以柴油机为主,是NOx和PM颗粒物排放的主要力量。

而目前的汽车尾气净化技术主要包括机内和机外两种技术,其中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,机外净化技术因其卓越的实效与简便而备受青睐,是国际普遍采用的汽车尾气净化方法。

二、催化剂载体的竞争格局催化剂载体的功能主要是为催化剂提供足够的承载涂覆表面积,将尾气中的NOX、HC、CO 等有害物质通过氧化或还原反应转化为无害物质,也可通过载体本身壁内微孔结构过滤尾气中碳烟颗粒(PM)。

国内外车用载体骨架的材料主要有陶瓷和金属两种。

在结构形式上分为颗粒型载体、蜂窝状载体和SiC泡沫陶瓷载体,由于工艺、材料和成本等方面的原因,导致金属蜂窝状载体短期内难以大范围应用,因而未来长时间内蜂窝陶瓷载体仍将是主流。

汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景

催化化学论文论文题目:汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景学院:化学与化工学院专业:化学班级:化学131班学号:**********学生姓名:**2016年6月6日汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景摘要:汽车排放的尾气是严重的大气污染源之一,尾气中含有大量的NO x、碳氢化合物(HC)及CO,尾气污染不仅影响了大气环境,对于人类的身体健康也非常不利,汽车尾气净化催化剂是减少汽车尾气中污染物的有效方法之一,安装汽车尾气净化设备可以有效降低尾气的污染,净化催化剂可以将这些有害物质的绝大部分转化为无害的N2、CO2和H20。

本文主要就汽车尾气净化催化剂研究状况和发展前景进行论述。

关键词:汽车尾气;净化;催化剂;现状;发展前景正文1.汽车尾气的成分汽车尾气包含100多种成分。

主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOX )、硫化物(SOX)、细微颗粒物、二氧化碳(CO2)、甲醛(HCHO)和丙烯醛(CH2=CHCHO)等。

每年汽车排放的主要污染为25亿吨CO、4.5亿吨HC和2.2亿吨NOX。

这些排放物严重地影响大气和生活环境。

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。

提出了汽车尾气净化催化剂的研究发展方向。

2.汽车尾气净化的概况随着我国经济的飞速发展,汽车作为一种现代化的交通工具正逐年增加,国家环保部发布的《2012年中国机动车污染防治年报》称,我国已连续3年成为世界机动车产销第一大国。

机动车污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成雾霾和光化学烟雾污染的重要原因,因此机动车污染防治的紧迫性日益凸显。

在影响污染物排放的诸多因素中,进人气缸的汽油质量F与空气质量A之比A/F是最显著的因素。

为了完全燃烧,理论上所需的化学计量比略有不同,一般为A/F=14.7左右。

汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景

《汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景》xx年xx月xx日CATALOGUE目录•引言•汽车尾气净化催化剂概述•汽车尾气净化催化剂的制备方法•汽车尾气净化催化剂的性能评价•汽车尾气净化催化剂的发展前景01引言1研究背景与意义23随着汽车工业的飞速发展,机动车保有量迅速增长,而汽车尾气排放对大气环境的影响也日益严重。

汽车工业的发展为了满足日益严格的环保法规要求,汽车尾气净化催化剂的研究和发展显得尤为重要。

环境保护的需要尽管目前已经存在许多汽车尾气净化技术,但它们仍存在一定的不足之处,如净化效果不稳定、催化剂活性不足等。

当前研究的不足本研究旨在深入探讨汽车尾气净化催化剂的研究现状,分析其存在的问题,并提出相应的发展建议,以期推动该领域的技术进步。

研究目的通过搜集和整理国内外相关文献,对汽车尾气净化催化剂的研究现状进行深入剖析,并运用综合分析法、比较分析法等多种研究方法,对各种汽车尾气净化技术的优缺点进行对比分析。

研究方法研究目的和方法02汽车尾气净化催化剂概述定义汽车尾气净化催化剂是一种用于处理汽车尾气的装置,它可以将尾气中的有害物质进行转化,从而达到净化尾气的目的。

作用汽车尾气净化催化剂可以有效地减少尾气中的有害物质,如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等,从而降低对环境和人体的危害。

汽车尾气净化催化剂的定义和作用分类根据催化剂的活性成分和结构特点,汽车尾气净化催化剂可分为贵金属催化剂、稀土元素催化剂和复合型催化剂等。

特点不同类型的催化剂具有不同的活性、稳定性和耐候性等特点,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。

汽车尾气净化催化剂的分类和特点近年来,随着环保意识的不断提高,汽车尾气净化催化剂的研究取得了长足的进展。

新型催化剂的研发和应用,使得尾气的净化效率得到了显著提高。

研究成果目前,汽车尾气净化催化剂的研究热点主要集中在如何提高催化剂的活性、稳定性和耐候性等方面。

同时,针对不同地区和不同车型的催化剂适用性研究也是一个重要的研究方向。

汽车尾气净化催化剂的研究和进展

汽车尾气净化催化剂的研究和进展摘要:本文介绍了各种汽车尾气净化催化剂及其载体,综述了汽车尾气净化催化剂的组分及其制备的研究现状和进展,并对汽车尾气净化催化剂的发展方向提出了展望。

关键词:汽车尾气催化剂载体净化一、引言随着人民生活水平的提高,汽车开始普及于绝大多数家庭。

但是,在享受着汽车带给我们方便的同时,污染也随之而产生。

汽车尾气污染物主要包括CO、HC、NOX及颗粒物(包括铅化合物、碳黑颗粒和油雾等)。

此外,Pb、SO2等有毒物质也随之排出。

它们严重的影响着人们的生活环境。

二、汽车尾气净化催化剂的特点一般地,尾气净化催化剂应具备以下几个特点:1.高活性应保证在高空速下或较宽温度范围内反应时间较短,转化率较高。

2.良好的选择性对主要污染物应全部的转化去除,其它的污染物也应尽可能的消除。

3.良好的热稳定性发动机在不同的状态下工作,温度常常在200-1000℃范围内大幅波动,催化剂必须适应这种环境。

4.合适的孔结构和颗粒结构大大的延长催化剂的寿命。

三、催化剂的组成汽车尾气净化催化剂主要由活性组分、载体、助剂及涂层(第二载体)四部分构成。

1.活性组分活性组分是催化剂的主要成分。

目前用于汽车尾气净化中最多的催化剂主要是贵金属和稀土氧化物。

贵金属中的Pt、Pd、Rh是三效催化剂的常用组分。

在三效催化剂中Pt主要是催化CO和HC化合物的氧化,Rh主要用于还原NOX 化合物,Pd与Pt一样用来转化CO和HC化合物,它的热稳定性较高,起燃性好,能提高催化剂的使用寿命,而且相当便宜。

稀土氧化物因其价格廉价,资源丰富等优点使它成为目前最热的催化剂。

近年来,钙铁矿型氧化物(ABO3) 在汽车尾气净化方面发挥了越来越重要的作用[1]。

虽然ABO3在很高温度下维持晶粒结构无变化,抗S、P、Pb等中毒能力强,与贵金属催化剂十分接近[3]。

但总体来说,这类催化剂低温活性差空速较高时,活性较低;对SO2非常敏感,易中毒;高温老化后会因表面积损失而导致失活。

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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 2CO24HC+5O2 4CO2+2H2O2NO+2CO 2CO2+N2HC+NO2 CO2+H2OHC+CO N2+CO2+H2O3NO+2NH3 2N2+3H2O2NH3 N2+3H2O还原型催化剂主要催化NOx的还原反应:2NO+CO N2+CO22NO+H2 N2+2H2O2NO+HC N2+H2O+CO2NO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+H2O2NO+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-way catalyst)。

目前最常用的催化器是使用蜂窝型催化(honeycomb catalyst),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。

2 国内外研究状况2.1 国外研究状况2.1.1 氧化型催化剂20世纪70年代中期到末期的汽车排放法规只要求控制CO与CH的排放,发动机尚未使用化油器开环系统,由于机械地固定A/F比到理论值,不能随工作状况的变化而自动地调节,在这种状态下,通过将A/F比调到15左右,在富氧状态下装上氧化型催化剂,可使CO与HC的转化率达到90﹪,但NOx的转化率比较低。

这一时期使用的主要是贵金属型催化剂,以铂、钯为活性组分。

通常以二者形成的合金态使用,铂:钯=7:3,总载量0.12﹪左右。

贵金属催化剂有致命的弱点,那就是它怕铅中毒。

因此,为了有效地使用贵金属催化剂,必须改变燃油的结构,实行汽油的无铅化。

2.1.2 双金属催化剂20世纪70年代末到80年代中期,随着美国EPA提出对NOx的排放实行控制,氧化型催化剂己不能满足要求。

出现了铂、铑三效双金属催化剂。

20世纪70年代末至80年代初出现的是双床式铂、铑催化剂,催化剂的氧化还原反应是分段进行的,前段使用还原型蜂窝催化剂,后段使用氧化型蜂窝催化剂,两段中间补充空气。

这种设臵可使还原反应与氧化反应分别在有利于自身的化学气氛中进行,但该种催化器结构复杂,操作麻烦,且NOx还原后有可能重新被氧化。

1980-1985年,Pt-Rh三效催化剂开始用于电喷闭环装臵,将A/F控制在窗口范围内,CO、CH和NOx的转化率可达80-90﹪以上。

典型催化剂的Pt-Rh总负载量为0.1-0.15﹪,Pt:Rh=5:1涂层中加入碱土和稀土元素,稳定催化剂结构并与贵金属协同产生卓越的储氧功能。

但在高温时,Rh与表面涂层中的Al2O3和CeO2发生化学作用,导致催化剂在还原气氛时对NOx的还原活性下降。

2.1.3 三金属催化剂20世纪80年代中期到90年代初,开始使用新一代的Pt-Rh-Pd三效催化剂。

这一代催化剂相当于在一个Pd催化剂上再安臵一个标准Pt-Rh催化剂。

此结构中,钯在内层有更好的耐热稳定性;铑在外层更有利于NOx的还原;铂在钯铑间起积极的协调作用。

故催化剂的性能有了明显改善。

随着汽油质量的提高,催化剂的使用寿命也大大延长,且每升催化剂中贵金属的总量已下降到0.6-0.8g。

据介绍,Engelhard开发的Tri-Metal催化剂在使用16万公里后,转化率仍可达CO 85﹪,HC 90﹪和NOx95﹪,显然可满足更高的环保要求。

2.1.4 三效钯催化剂20世纪80年代末,福特公司推出了三效钯催化剂,这种钯催化剂要求氧化铝和稀土氧化物与过渡金属氧化物形成有机的协和体,钯在其中发挥主导作用,通过采用特殊措施使材料具有特定结构从而使高温下的活性得以稳定。

实验表明,单独Pd基催化材料在1200℃的热冲击下,催化活性依然良好。

目前,这种催化剂还在进一步研制之中。

Englhard公司研制了一种双层Pd基催化材料。

底层由Pd和Ce构成,顶层由分散于涂层上的Pd构成。

两层中都添加廉价金属氧化物以产生稳定作用,并提高Pd的活性。

顶层提供低温催化活性;Pd-Ce层提供高的储氧能力以保证高温催化活性。

Pd在423-823℃温度范围内对,HC、CO 和NO的同时转化具有活性。

2.1.5 NOx存储还原型三元催化材料这种催化材料由贵金属、碱金属或碱土金属、稀土氧化物组成。

基本原理是:富氧条件下NOx首先在贵金属上被氧化,然后与NOx存储物发生反应,形成硝酸盐。

在理论比或富燃状况燃烧时,硝酸盐分解形成NOx,然后NOx与CO、H2、HC反应被还原成N2。

研究表明,NOx的存储能力与氧的浓度有关。

氧浓度增加,NOx存储能力提高。

当氧浓度达到1﹪以上时,NOx存储能力基本不变。

此外,HC选择还原催化材料在富氧条件下也具有较好的催化活性。

2.2国内研究现状我国汽车尾气污染控制是从上世纪80年代中期开始的,我国高等院校和院所在汽车尾气污染控制方面作了大量前期基础研究工作,并且研究开发了能够符合我国国情的汽车尾气控制有效的产品,为减少汽车尾气作出了贡献。

2.2.1 非贵金属催化剂的研究现状我国许多研究工作者在1990年前后对非贵金属和稀土等混合氧化物为活性组分的汽车尾气净化催化剂进行了研究。

通过组分特别是稀土元素合理搭配,可产生协同效应,具有良好的催化活性和一定的三效性能。

含稀土钙钛矿型催化剂研究是汽车排气催化剂领域的一个热门课题。

我国科研人员在这方面作了很多研究。

如1988年,王道等用浸渍法制备了一系列负载钙钦矿型La(Cu,Mn,Co)O3/LaAlO3-Al2O3催化剂,并经实验研究表明其活性较高。

1993年,许开立等还研制成净化柴油机尾气的钙钛矿型催化剂,活性优于Pt族贵金属催化剂,且具有强抗SO2抗积碳性能。

顾其顺等研究成以陶瓷蜂窝涂活性氧化铝为载体,活性成分为稀土复合氧化物的,HR-1型催化剂。

后又添加稀土元素稳定氧化铝涂层结构,是一种较好的三效催化剂。

2001年,韩巧凤等用PFG法制备了钙钛矿LaMnO3纳米材料,并将其负载在涂有Al2O3的堇青石载体上作为净化汽车尾气的催化剂,研究发现纳米晶活性组分的分散度好、粒径小、表面积大,对汽车尾气催化效率比溶液制得的催化剂好。

2.2.2 贵金属催化剂的研究现状鉴于贵金属催化剂Pt、Rh价格昂贵,资源十分短缺,Pd与之相比是较廉价及丰产的贵金属,使用Pd替代或部分替代Pt和Rh。

国内研究者开展了以Pd为主要活性组分的研究及致力于改善制备工艺、添加助剂、用非贵金属代替部分贵金属以减少贵金属用量的研究。

含钯催化剂最常用的助剂是稀土氧化物、碱土金属氧化物和过渡金属氧化物。

黄传荣等对La-Co-Ce-Pd催化剂活性和热稳定性的研究表明稀土元素, La、Ce在催化剂表面的富聚和在活性氧化铝涂层中的存在,对其它活性组分特别是贵金属Pd起到分散、隔离和稳定的作用,使之不易迁移、煤结和流失,保证了催化剂良好的热稳定性。

郭清华等在含Pd催化剂中涂层中添加Ce,Ba同样对Pd组分起到分散、隔离和稳定结构的作用,从而达到改善催化剂热稳定性的作用。

另外也有对Rh及Ag催化剂的研究。

负载Pd催化剂虽具有较高的催化活性和较好的低温活性,但抗烧结和抗硫中毒能力较差,特别是对NOx净化性能难以达到实用要求。

3 汽车尾气净化催化剂结构组成汽车催化剂主要由四个部分组成:载体、高比表面的涂层、活性组分和助剂。

3.1 载体催化活性组分要担载在高比表面的载体上,才能很好的发挥作用,载体的选择对催化剂活性有很大影响。

早期的载体是以活性氧化铝、硅氧化镁、硅藻土为原料制得的颗粒物,表面积大,使用方便,但存在压力降和热容大、耐热性差、强度低和易破碎等缺点, 故80年代后逐渐被蜂窝陶瓷载体所取代。

蜂窝陶瓷载体也叫作整体载体,由许多薄壁平行小通道构成整体, 具有气流阻力小、几何表面大、无磨损等优点。

堇青石载体由于热膨胀系较低,抗热冲击性突出而被广泛用作汽车尾气催化剂的载体。

目前所用的汽车催化剂的载体95%为蜂窝堇青石陶瓷体,其原材易得、费用较低以及总体性能良好。

另一种整体式载体是将Ni-Cr、Fe-Cr-Al或Fe-Mo-W等合金压成波纹状而制成的整体型合金载体,相比陶瓷蜂窝载体有更高的热稳定性。

目前这种金属载体主要用于对汽车尾气排放要求十分严格的国家,如日、美的出口汽车上。

金属载体的使用对降低汽车排气阻力十分有利,明显改善了动力性能,提高尾气净化效率,同时延长了净化器的使用寿命。

3.2 高比表面的涂层(也叫第二载体)活性涂层附着于载体的表面,它的作用是提供大的表面积来附着贵金属或其它催化成分。

堇青石载体的比表面较低, 一般只有1m 2 /g左右, 须涂敷一层高比表面的涂层。

涂层材料通常采用γ-Al2O3,它具有很强的吸附能力和大的比表面积,但在高温条件下会发生相变,转变为α-Al2O3,比表面积降低。

为了抑制Al2O3 的相变,通常加入Ce、La、Ba、Sr、Zr等稀土元素或碱土元素氧化物作为助剂。

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