汽车尾气净化催化剂的研究进展
汽车尾气净化催化剂的研究进展I(转)
2008-04-11 18:11
摘要：汽车尾气已成为环境污染的主要来源之一。汽车尾气催化净化作为处理汽车尾气的主要手段越来越受到人们的关注。本文简述了汽车尾气净化催化剂的发展过程。同时，从催化净化机理、载体和催化效率几个方面进行了探讨。希望对汽车尾气净化催化领域的发展有一个初步介绍。
关键词：汽车尾气；净化催化剂；净化机理；载体
现代社会中，汽车作为主要的交通工具，发挥着越来越大的作用。随着我国国民经济的发展，汽车数量增加很快。同时，汽车排气中的CO、HC和NOX已经成为大气的主要污染因素,威胁着人类的生命健康。因此,在过去的几十年中，世界各国对于汽车尾气排放标准的制定日益严格[1]。此外，治理汽车尾气的手段也有多种：改进汽车发动机系统；改善燃油质量；使用电能、太阳能为能源的汽车；使用尾气净化催化剂等。其中采用尾气净化催化技术是目前减少汽车排放污染的主要措施。但由于我国大多数汽车属于在用车，汽油质量低下，且催化剂易中毒，使得我国在尾气净化方面还有一定差距。
1 尾气净化催化剂的发展
尾气净化催化剂按反应功能分为氧化型和还原型催化剂；按活性组分分为贵金属催化剂、低贵金属加稀土等非贵金属氧化物催化剂和稀土等非金属氧化物催化剂三类。氧化型催化剂主要催化CO与HC的氧化反应,
即CO+O2→CO2 (1)
HC+O2→CO2+H2O (2)
还原型催化剂主要催化NOX的还原反应:
NO+CO→N2+CO2 (3)
NO+H2→N2+H2O (4)
NO+HC→N2+H2O+CO2 (5)
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，同时随着排放限制法规的不断严格，车用尾气净化催化剂也取得了令人鼓舞的进展，成为当代最热门的催化剂。到目前为止，已出现四代六种催化剂。70年代中期到末期的汽车排放法规只要求控制CO与HC的排放，发动机尚使用化油器开环系统，所以这个时期的催化剂均属于氧化型催化剂。这一时期使用过两种催化剂，一种是非贵金属催化剂(BMC)，如以ABO3型钙钛矿结构的复合氧化物催化剂[2]，它的缺点是热稳定性差，600℃以下低温活性差，且易中毒。另一种是以铂(Pt)、钯(Pd)为活性组分的贵金属催化剂(PMC)[3]，通常以二者形成的合金态使用，铂∶钯≈7∶3，总载量0.12%左右，它的缺点是容易铅中毒。由于贵金属催化剂的活性要比非贵金属催化剂高100倍以上，自80年代以后，随着排放法规的不断完善，BMC已基本被PMC所替代。随后NOx的排放量
受到限制[4]，氧化型催化剂已不能满足要求，由于铑对于NOx的还原很有效[5,6]，而被引入钯-铂催化剂中。70年代末到80年代中期推出了铂-铑三效催化剂(TWC)，同时处理CO,HC,NOx。这时的TWC主要是以铂、铑作为活性组分,涂层中加入碱土与稀土元素。其中,稀土元素作为助剂可以提高催化剂的热稳定性和机械强度、催化剂的储氧能力。但是,铂-铑三效催化剂在高温气氛中(>1000℃)时,铑与表面涂层中的Al2O3和CeO2发生化学作用,对NOx的还原活性下降。研究发现,有两种原因导致铑的部分失活:一是在还原条件下粒径增大;二是在氧化环境中导致铑从表面扩散到Al2O3内部[7],所以为了避免铑的扩散,常加入一些“惰性”载体,如ZrO2或Al2O3的密集形式[8]。70年代末80年代初在此后很长的一段时间内,铑在汽车催化剂上的应用占它在世界总产量的大部分,使得铑和铂一直维持较高的市场价格,而钯被认为是比较便宜的贵金属,且钯比铂、铑资源更丰富,因此,用钯来代替铂、铑成了研究趋势。80年代中期到90年代初,开始使用第三代的铂-铑-钯三效催化剂。这一代催化剂相当于在一个钯催化剂上再安置一个标准铂-铑催化剂,当然,Al2O3涂层以及孔结构作了较大的改进,并对CeO2的贮氧特性做了稳定化处理,形成了多涂层结构。在此结构中,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;铂在钯铑之间起积极协调作用。结果使第三代催化剂的性能有了明显改善。据恩格哈特公司介绍该催化剂1995年起已正式应用于新生产车上。福特公司在1989年也引入了钯-铑催化剂来代替传统的铂/铑催化剂。目前为止,已应用于商业的三效催化剂包括铂-铑、钯-铂-铑、钯、钯-铑四种。90年代初,福特公司非铂-铑三效催化剂即三效钯催化剂的开发取得突破性进展[9],因此有利于降低成本,提高催化剂的寿命。但这种钯催化剂对涂层的要求更高,且使用绝对不含铅的汽油,所以第四代催化剂何时在新车上大规模应用尚不得而知。但贵金属资源有限,成本较高。大量研究表明,Cu是所有过渡金属中最有希望替代贵金属的元素[10]。但是采用一般浸渍法制备的Cu-Al2O3催化剂在800℃以上的高温下易生成低活性的CuAl2O4,叶庆国等采用溶胶凝胶法制备的纳米铜可防止在温度1000℃以下生成低活性的CuAl2O4,从而降低了贵金属的用量。
2 汽车尾气催化净化机理
2.1 催化净化
CO和HC的机理早期的研究认为CO在铂的表面上氧化是一个结构不敏感反应,其过程遵循Langmiur-Hinshelwood动力学。但是,当CO从低浓度向高浓度快速过渡时,上述理论不能很好的预测某些实验结果[11]。Lynch[12～14]对此作了详细综述,提出了CO氧化的基本机理:
CO+*=CO* (6) (*代表催化剂的活性中心,下同)
O2+2*=2O* (7)
CO*+O*=CO2+2* (8)
Engel[15,16]指出这个机理包括氧的化学解离和CO的分子吸附。此外,Cleudel[17]在对CO和CeO2催化氧化的研究中,根据电导率的测定肯定了氧化物中晶格氧离子参与反应,其反应机理如下: CO+*=CO* (9)
CO*+O2-=CO2*+□2- (10)
CO2*=CO2+* (11)
O2*+2□2-=2O2- (12)
式中:O2-和□2-分别表示晶格氧离子和表层阴离子空缺。催化净化HC的机理和催化净化CO的机理相同。
2.2 催化净化NO的机理
NO在TWC中主要是通过CO还原成无污染的N2,机理解释主要有三种,其中通常认为[18～22]:CO与NO吸附在催化剂上,NO分解出一个氮原子和一个氧原子,氮原子重新组合形成N2,或者与另一个吸附的NO形成N2O或N2,在催化剂表面留下一个氧原子,吸附的CO和氧原子反应生成CO2气体。Sadhankar[19]给出了它的模型:
CO+*=CO* (13)
NO+*=NO* (14)
NO*+*=N*+O* (15)
N*+N*=N2+2* (16)
N*+NO*=N2+O*+* (17)
N*+NO*=N2O+2* (18)
CO*+O*=CO2+2* (19)
Klein[23]和Banse[24]提出了双分子反应模型,吸附的NO的分解不需要一个贵金属空穴,只需要吸附的CO来完成,并且生成CO2,吸附态的氮原子。反应模型为:
CO+*=CO* (20)
NO+*=NO* (21)
CO*+NO*=CO2+N*+* (22)
2N*=N2+2* (23)
Kudo[25]和Cho[26]提出两个吸附的NO分子共同作用形成N2或N2O和吸附态氧的机理。同样,在这种情况下,不需要空穴。Kudo[25]给出了详细步骤:
CO+*=CO* (24)
NO+*=NO* (25)
2NO*=N2+2O* (26)
2NO*=N2O+O*+* (27)
O*+CO*=CO2+2* (28)
3 载体的研究
3.1 对载体的要求
由于汽车尾气净化催化剂的特殊性,使得它对催化剂载体具有以下要求[27]:(1)比表面积大。比表面积大有利于催化剂活性组分的分散。(2)热稳定性好。汽车尾气温度较高,良好的热稳定性是防止催化剂高温失活的一个重要前提。(3)机械强度高。由于汽车在运行中的平稳性较差,且催化剂在使用过程中,受高温、高速废气的不断冲击,容易产生破裂而导致催化剂失活。除上述要求外,催化剂载体应有一定的形状,适宜的物理性(如吸水性、密度、比热和导热系数等),不能含有任何可使催化剂中毒的物质,并且要求其材料易得,成本低廉,制备方便,不会造成环境二次污染。
3.2 载体的分类
国内外汽车尾气净化催化剂载体按形状可分为颗粒状和整体块状两大类型。整体块状载体主要为蜂窝状,其主要材料为陶瓷和金属合金。颗粒状载体主要为球形,其材料为活性氧化铝。它的优点是耐高温和耐机械冲击好,比表面积高,但它的致命弱点是床层对排气的阻力较大,起燃温度高;随着对催化剂综合性能要求的提高,球状催化剂很快在80年代被淘汰。
3.2.1 堇青石
陶瓷蜂窝载体陶瓷蜂窝的主要材质是堇青石(cordierite),它是在MgO-Al2O3-SiO2体系中合成的,最终的组成为2MgO·2Al2O3·5SiO2,烧成的温度为1400～1420℃。其特点是热膨胀系数低(10nm·℃-1),可承受剧烈的催化剂温度的变化而不致破裂。由堇青石构成的支持体是汽车尾气催化剂较为理想的载体。它具有如下特征:(1)是整体式结构,具有纵向连续不受阻挡的流动通道,每一通道贯通整个支持体,周围是一薄壁表面,其厚度可薄到只须满足催化剂强度要求的程度;(2)具有较高的机械强度,耐冲击,热稳定性好,热膨胀系数小;(3)孔隙率高,排气阻力小,对发动机性能影响小;(4)蜂窝状载体的(窝室)截面有三角形、四方形和六角形等形状,载体端面形状一般以圆形和椭圆形为主。堇青石陶瓷载体是目前较为适合的汽车净化催化剂载体。
3.2.2金属蜂窝载体
与传统的陶瓷载体相比较,金属蜂窝载体由于金属材料本身的物理性能而显示了一些独特的性能,表1[28]可见:(1)金属载体的壁厚可薄至0.04nm,其有效截面大大增加,从而可降低排气背压,有助于减少发动机功率损耗;(2)金属载体较大的几何面积有利于提高催化剂对废气的净化效率;(3)金属载体良好的导热性能和较低的热容量有助于降低催化剂的起燃温度,即降低冷启动时的废气排放污染,而且能够及时将催化燃烧所产生的热量散发出去从
而避免局部过热;(4)金属载体的延展性能好,抗震性强,不易发生脆裂,具有更持久的机械寿命。
由于整体式金属合金载体生产成本较高,大量生产的技术尚未确定,提高比表面积的涂层工艺还不完善,因此,迄今尚未获得广泛的应用。
4 影响催化效率的几个因素
4.1 空燃比
如前所述,CO和HC是在氧化条件下被转化,而NOX还原成N2则需要过量的燃料。因此,进入气缸的汽油质量F与空气质量A之比A/F是影响污染物排放浓度的最显著因素,图1即为A/F的变化与TWC转化率的标准曲线[29],催化剂以氧化铝为载体,铂和铑的质量分数分别为0.042%和0.018%。一般取A/F=14.6左右,当A/F>14.6时称为富氧燃烧,此时,CO和HC的转化率提高,但NOX转化率迅速降低,主要是因为在富氧条件下,NOX的还原产物是NH3,而不是期望得到的N2,相应产生的NH3在过量的氧存在下又被氧化成NOX,从而限制了催化剂的催化效率[30,31]。当A/F<14.6时称为贫氧燃烧,此时CO和HC的转化率降低,而NOX转化率变化很小。使用TWC时,其转化率与A/F密切相关。汽车尾气的净化历程,也是车用催化剂开发如何准确控制A/F到理论值的过程。一般控制A/F比的系统包括一个电子控制装置和一个氧传感器。在该系统中,根据氧传感器的信号与空气计量信号,由电控单元控制多点燃油喷射,调节燃油的量,使A/F比保持在尽可能窄的化学计量比范围内。但是在A/F比的调节中存在固有时间的滞后,A/F比随汽车行驶速度一般是在计量比左右摆动,尽量减少A/F比的摆动可以提高TWC的效率。
失效汽车尾气催化剂中铂族金属回收的研究进展
失效汽车尾气催化剂中铂族金属回收的研究进展
李明钢;高元兴;郭学益
【期刊名称】《贵金属》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘 要】失效汽车尾气催化剂是回收铂族金属(铂、钯、铑)的重要二次资源。本文介绍了失效汽车尾气催化剂中铂族金属的回收工艺流程,包括失效催化剂预处理、铂族金属富集、分离与精炼三部分;详细介绍了两种高效预处理技术、两种富集方法以及四种分离与精炼工艺,总结了各种方法的原理、工艺流程、优缺点及改进方向。回收企业应根据回收规模和环保政策采用合适的回收工艺,以实现不同回收工艺之间的优势互补,未来需重点研发回收率高且环境友好的清洁回收工艺。
【总页数】12页(P78-89)
【作 者】李明钢;高元兴;郭学益
【作者单位】中南大学冶金与环境学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TF83;X705
【相关文献】
1."从失效汽车尾气净化催化剂中回收铂族金属"项目通过验收2.从失效汽车尾气净化催化剂中回收铂族金属3.从失效汽车尾气净化催化剂中回收铂族金属--亚砜萃取工艺研究4.失效汽车尾气净化催化剂中铂族金属回收技术5.从失效汽车尾气催化剂中回收铂族金属研究进展 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
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。
汽车尾气净化催化剂的自动配制技术研究
第３０卷第２期 ２ ０ １ １年６月 计算技术与 自 动化 Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｖｏ１．３ｏ．Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２ ０ １ １
文章编号：１ｏｏ３—６１９９（２０１１）Ｏ２—０ｏ５６一Ｏ３
汽车尾气净化催化剂的自动配制技术研究
邱继香，聂诗良
（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳 ６２１０１０）
摘 要：使用可编程控制器对汽车尾气过滤栽体所需要的净化催化剂溶液的工艺过程进行自动化操 作，系统由ｓ７—２００通过软件和硬件对各参数实现在线检测扣控制。经生产现场调试使用，自动控制效果 良好，达到预期的目的和要求，用户满意。 关键词：Ｓ７～２００；净化催化剂；在线检测；自动配制 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍａｋｅ－ｕｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ
Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｖｅ Ｅｘｈａｕｓｔ
ＱＩＵ Ｊｉ—ｘｉａｎｇ，ＮＩＥ Ｓｈｉ—ｌｉａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｓｗＵＳＴ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｍａｉｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍａｋｅ－ｕｐ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏ— ｔｉｖｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｒｅａｌｉｚｅｓ ｔｈｅ ｏｎｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｔＯ ｖａｒｉｏｕｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｂｙ Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｓ７—２００ ｔＯ ｏｐｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｏｒｋｓｉｔｅ。ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａｎｄ ｒｅａｃｈｅｓ ａ ｄｅｓｉｒｅｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｅｒ ｉＳ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓ７—２００；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ；０ｎ－ｌｉｎｅ ｔｅｓｔｉｎｇ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍａｋｅ－ｕｐ
汽车尾气三效催化剂
科技纵横ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＩＣＡＬＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ亏气车满乙礁愁三二戈欠催丫七剂 朱振忠’，田群２，陈宏德２ （１．中国矿业大学，北京１０００８３；２．中国科学院生态环境研究中心，北京１００８５） 摘要：本文介绍了汽车尾气三效催化剂的基本工作原理、结构和性能，概述了汽车尾气催化剂的发展历程和国内外的研究现状 关键词：汽车尾气；三效催化剂；结构与性能 中图分类号：７０１文献标识码：Ｂ文章编号：１００６一５３７７（２００２）０７一００３４一０３ＴｈｅＴｈｒｅｅ一ｅｆｆｅｃｔＡｃｔｉｖａｔｏｒ ＺＵＺｈｅｎｇ一ｚｈｏｎｇ，ＴＩＡＮ 随着城市机动车保有量的迅速增加，汽车尾气排放已经成为城市主要的空气污染源之一。汽车排放的污染物包括一氧化碳（ＣＯ）、碳氢化合物（ＨＣ）、氮氧化物（ＮＯ、）、硫化物、颗粒物、甲醛、丙烯醛等。其中，ＣＯ、ＨＣ和ＮＯ、是汽车尾气中的主要有害成分。 治理汽车排气污染的技术手段主要可分为三类：一是机内净化技术；二是机外净化；三是使用清洁的替代燃料，如天然气、液化石油气或电能等。在早期的较为宽松的排放法规下，采用机内净化技术可以基本满足要求。但是，随着汽车保有量的迅速增长和人们对汽车尾气污染危害的认识，各国都相继颁布了越来越严格的排放法规和标准，因此，必须采用电子燃油喷射（ＥＦＩ）技术加机外净化等措施，以进一步降低排放，满足排放标准。 一、汽车尾气净化催化剂的结构与性能 汽车尾气催化剂主要由载体、氧化铝浆液涂层和活性组分三部分组成。其结构如图１所示。Ａｌｏ飞涂层 图１汽车尾气催化剂的结构 早期的载体多采用活性氧化铝颗粒。由于其具有堆密度大、热容大、排气阻力大和易粉碎等缺点，已被淘汰。整体型载体因排气阻力小、机械强度大、热稳定性好、耐冲击等性能而广泛应用。目前，最常用的是整体蜂窝状荃青石陶瓷（ＺＭｇｏ；ＺＡ１２ｏ３；５５１０２），它具有薄壁的平行通道，排气压力小，几何表面积大，适合在高温条件下ｏｆＥｘｈａｕｓｔＧａｓｆｒｏｍＣａｒＱｕｎ，ＣＨＥＮＨｏｎｇ一ｄｅ使用等特点。近十年，出现了金属合金载体。 催化剂中最重要的成分是催化活性组分。常用的活性组分有铂、铭和把等贵金属以及钵、斓、错、铆等稀土元素和铜、铁、锰、钻等金属。国际上商业催化剂的主要成分是贵金属。 汽车尾气在三效催化剂上发生的化学反应主要可以分为以下几类： ＣＯ、ＨＣ氧化反应：ＮＯ还原反应； ＣＯ＋０：斗Ｃ０２ＣＯ＋ＮＯ一ＣＯ：＋ＮＺ ＨＺ＋０：升Ｈ２０ＨＣ＋ＮＯ一ＣＯ：＋ＮＺ ＨＣ＋０２一ＣＯＺ＋ＨＺＯＨ：＋ＮＯ一Ｈ２０＋ＮＺ 水蒸气重整反应：水煤气转换反应： ＨＣ＋ＨＺＯ一ＣＯ＋Ｈ：ＣＯ＋Ｈ２０一Ｃ０２＋ＨＺ ２０世纪７０年代中期，欧、美、日等发达国家就开始使用汽车尾气催化转化器，其技术发展大致经历了以下几个阶段：①Ｒ一Ｐｄ氧化型催化剂，它是７０年代的第一代产品。此催化剂主要针对汽车排气中的ＣＯ和ＨＣ，并通过ＥＧＲ（废气再循环）的方法来减少ＮＯｘ的排放，因为美国在１９７４年通过的第一个空气清洁法对ＣＯ、ＨＣ的排放进行限制。当时，克莱斯勒汽车公司在Ａｖｅｎｇｅｒ牌的轿车上安装了首批车用催化剂，它是由ＪｏｈｎｓｏｎＭａｔｔｈｅｙ公司研制的高含量的Ｒ和Ｒｈ的催化剂。②氧化一还原双床催化系统。它是７０年代末期发展的第二代产品。见图２。 ＮＯ、还原装置催化氧化装置排空图２双床催化剂结构示意图中国环保产业ＣＥＰＩ２００２７ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣＡＮＤＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＩＣＡＬＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ科技纵横ＮＯ在还原段被还原，中间加入空气，然后再进入氧化段。这种设置虽然可以使氧化和还原反应分别在有利于自身的气氛中进行，但其结构复杂，操作麻烦，且部分ＮＯ被还原成ＮＨ。后又可能被重新氧化，所以，它只是一种过渡的形态，并未得到实质性的应用。③三效催化剂（ＴｗＣ），它是８０年代发展起来的第三代产品，能用一种催化剂同时控制排气中的ＣＯ、ＨＣ和ＮＯ二。进人８０年代后，单凭ＥＧＲ已经不能满足日益严格的ＮＯ、排放法规，于是出现了Ｒ一Ｒｈ型三效催化剂。图３显示了此型催化剂上ＣＯ、ＨＣ和ＮＯ：的净化率随空燃比（Ａ／Ｆ）的变化。由图３可见，只有发动机在理论空燃比附近（Ａ／Ｆ二１４．６）工作，三种污染物的转化率才都很高。因此，必须采用电子燃油喷射系统（ＥＦＩ），才能精确控制发动机的空燃比在化学计量比附近，以达到良好的净化效果。此型催化剂的主要成分是Ｒ、Ｒｈ等贵金属。④单金属把和其他类型的催化剂。随着汽车数量的增长，尾气催化剂耗费了大量的贵金属。根据１９９２年的统计，全世界贵金属市场上，４５％的铂和８５％的锗用于汽车催化。由于铂和锗的矿藏量十分有限，导致供应紧张和价格高涨，促使人们试图用较便宜的把来代替Ｒ、Ｒｈ。目前，人们正试图用低成本的稀土和把的氧化物来代替贵金属Ｒ、Ｒｈ，如钙钦矿型（ＡＢｏ３）、尖晶石型（ＡＺＢＯ４）等结构的含把复合型氧化物催化剂。 对于ＴＷＣ来说，Ｐｔ、Ｐｄ主要是氧化ＣＯ、ＨＣ，Ｒｈ主要是还原ＮＯ、，其中Ｐｄ对ＣＯ和不饱和碳氢化合物的氧化活性比Ｒ好，Ｒ对饱和碳氢化合物的活性比Ｐｄ好。不同贵金属的作用也不是孤立的，而是相互关联的。图４表示了在Ｒ和Ｒｈ的协同作用下，ＣＯ在Ｒ一Ｒｈ催化剂上起燃温度降低的实例。各种贵金属之间的协同作用对催化剂的整体性能是非常重要的。 ２９０一鬓２８０＼．：三２６０一。厂 标准状；扩、岁 ｝．（１００％Ｒｈ） 图４ ４０６０８０１００（Ｐｔ）Ｐｔ原子的百分含量％Ｐｔ一Ｒｈ的协同作用０７￣九２ 享哥甲黎０「＿１３．５１４．０１４．５１５．０１５．５ 空燃比（Ａ／Ｆ） 图３三效催化剂的操作窗口 二、三效催化剂技术 １．贵金属在催化剂中的作用 目前，世界汽车尾气催化剂市场上主要是贵金属催化剂，其对ＣＯ、ＨＣ和ＮＯｘ同时具有很高的催化转化效率。以Ｒ、Ｐｄ、Ｒｈ等贵金属为活性组分的催化剂不仅有合适的烃类吸附位，而且有大量的氧吸附位。随着表面反应的进行，能快速发生氧活化和烃类的吸附。而由过渡元素等非贵金属为活性组分的催化剂，则可以通过金属离子变价，利用晶格氧来达到催化氧化的目的，而气相中的氧不能吸附补充进来，需要较高的温度才能加速氧的循环。因此，一般来说，这就是非贵金属催化剂的起燃温度比贵金属的高得多的原因。 当空燃比在理论空燃比附近时，３种活性组分的单金属和复合金属的活性顺序如下： 氧化ＨＣ、ＣＯ的活性：Ｐｔ／Ｒｈ＝Ｐｄ／Ｒｈ＞Ｐｄ＞Ｒｈ＞Ｐｔ 还原ＮＯ、的活性：Ｐｔ／Ｒｈ）Ｐｄ／Ｒｈ＞Ｒｈ＞Ｐｄ＞Ｐｔ ２．涂层比表面积的影响 在使用过程中，保持载体涂层的高比表面积对催化活性是十分重要的。汽车在工作状态下排气的温度比较高，而，一Ａ１２ｏ。在高于８００℃的条件下，晶相会向比表面积很低的。一ＡＩＺＯ３转变。为了防止这种相变，可加人一种助剂，提高热稳定性。ＮａｏｔｏＭｙｏｓｈｉ等提出半径为０．ｎ一０．１５ｎｍ的金属离子对氧化铝载体的热稳定性提高很大，认为这样的离子占据丫一Ａ１２０３的表面空位，能．有效地阻止铝离子和氧离子的表面迁移，稳定晶格结构。进一步的实验表明，在氧化铝的涂层中加人ＣｅＯＺ，ｚｒｏＺ，ＬａＺｏ３，Ｂａｏ，ｃａｏ，ｓｒｏ等能有效地抑制Ａ１２Ｏ。的变相，Ｎａｏｔｏ发现Ｌａ２０３的最佳加人量是４％ｍｏｌ。 ３．稀土及其他非贵金属添加物的作用 添加非贵金属氧化物可以减少贵金属的用量，改变催化剂的电子结构和表面性质，提高催化剂的活性和稳定性，常用的添加剂是稀土氧化物。研究表明，稀土元素及其他非贵金属在催化剂中的作用有以下几个方面： ①存储及释放氧，拓宽了空燃比工作窗口 贵金属三效催化剂对三种污染物的转化效率只有在空燃比在化学计量比的附近时，才一能保持良好的效果。在催化剂中加人稀土氧化物，如氧化钵ＣｅＯＺ，能在贫燃时储存氧，富燃时释放氧，从而拓宽了工作窗口。但中国环保产业ＣＥＰＩ２００２７科技纵横ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣＡＮＤＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧｌＣＡＬＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ是，ＣｅＯＺ的热稳定性不如涂层中的氧化铝，很容易发生烧结。加人ｚｒ０２后，氧化钵和氧化错会形成固熔体，大大增强ＣｅＯ：的分散度，阻止ＣｅＯ：晶粒的长大，抑制Ｃｅ０２和氧化铝的相互作用，可以显著提高其热稳定性。另外，加人ｚｒＯＺ能提高Ｃｅ０２的储氧能力。研究表明，在向新鲜钵样品加人２５％ｍｏｌ的错后，催化剂的储氧能力提高最大。进一步的研究表明，向Ｃｅ０２中加人Ｚｒ０２后再加人Ｙ（忆），可以使氧化铝和氧化错更好地形成固熔体，从而改善高温时的储氧能力。 ②稳定载体涂层和贵金属的分散度 加人稀土氧化物能防止贵金属在高温时因烧结而聚集成大颗粒，Ｃｅ０２能有效稳定贵金属在高温时的分散度。 ③提高催化剂的抗中毒能力 除了加人氧化钵能增强抗中毒能力外，ＪｅｒｍｉｎＮｏｈ等人研究认为，在Ｐｄ催化剂中加人钒（Ｖ）后，能显著增强催化剂在５０：气氛下的抗中毒能力。 ④促进水煤气转化反应和水蒸气重整反应 ⑤促进对ＮＯ、的转化反应 稀土元素Ｃｅ通过改变ＮＯ一ＣＯ的反应动力学，降低化学反应的活化能而降低反应温度。Ｍ盯ａｋｉ等认为，Ｌａ的加人使催化剂对ＨＣ的吸附作用减弱，提高ＮＯ的吸附能力，促进ＮＯ的还原。ｗｕ等发现Ａｕ、Ａｇ与Ｐｄ相互作用，可降低表面氧的脱附温度，从而促进ＮＯ的分解。 ４．制备方法的影响 催化剂的制备方法有浸渍法、溶胶法、聚丙烯酞胺法以及微乳化技术等。浸渍法是催化剂合成过程中最常用的方法，是利用毛细管作用使溶液被吸附到载体的多孔结构中。比起传统的浸渍方法，用溶胶一凝胶法可制得更稳定、更均匀的三效催化剂。由于是分子级上的混合，所以用此法制得的催化剂表现出很好的热稳定性。但是，酸碱条件的不同对催化剂有很大的影响。与ｐＨ二４相比，ｐＨ＝１０条件下制得的催化剂Ｐｄ的分散性好，有大的比表面积和孔径并且形成单一的分子簇（ＰｄＯ），其原因主要是酸性催化剂促进水解，因而在溶胶一凝胶过程中形成了许多交叉关联的聚合物。而碱性催化剂加速了浓缩过程，产生了更紧密、更高分支的凝胶。浸渍Ｐｄ前，在氧化铝表面涂一层ＮａＯＨ，进行Ｎａ＋修饰，则催化剂的活性会大大增强。ＰＰＡ一Ｇｅｌ制备的催化粒子有比表面高、分散度好、粒度小（纳米级）等优点。微乳化技术由于反应区被局限于回流反应器中，可获得粒子分布范围更窄、更加超细、分布均一的催化活性粒子。制备过程中溶液的ｐＨ值、干燥和焙烧时间、涂层的前后顺序等因素对催化剂的性能有很大的影响。 预处理还原对稀土、过渡金属为促进剂的催化剂作用显著。一般而言，还原处理可以改变稀土和过渡金属氧化物的晶格氧的含量，造成催化剂表面氧缺陷，改变表面元素的价态。Ｔｏｍｃｒｏｎａ等研究表明，经过预还原处理后，含Ｃｏ、Ｃｅ的催化剂的ＣＯ、ＨＣ起燃温度有显著的下降，而对未加促进剂的贵金属催化剂影响不大。 ５．非贵金属催化剂 研究表明，某些非贵金属氧化物对汽车排气中的ＣＯ、ＨＣ和Ｎｏｘ的氧化还原反应的确有催化作用。杨汉培等研究了一系列复合氧化物在汽车尾气中的催化活性及抗硫、磷等性能。蒋晓原等的研究表明，ｃｕｏ／Ａ１２ｏ，催化剂具有良好的氧化活性。 含稀土钙钦矿型催化剂的研究是汽车排气催化剂领域的一个热门课题。我国是稀土大国，稀土储量居世界首位，用稀土钙钦矿型催化剂来替代贵金属催化剂具有很大的潜力。我国科研人员在这方面表现出了极大的兴趣。钙钦矿型催化剂有优异的物化性能，而且由于它非氧化学计量，催化剂组分可变，使得可通过选择合适的替代物来控制金属离子的价态。其中ＬａＭｎＯ３十。是催化活性较高的催化剂，部分替代Ｌａ、Ｍｎ，从而形成混合氧化物Ｌａｌ一、Ａ二Ｍｎｌ一ｙｏ：０３＋。催化剂。ｖｏｏｒｈｏｅｒｅ等研究了Ｌａ。：Ａｏ．，Ｍｎｏ９０。，０３在过量ＣＯ＋Ｈ：中ＮＯ的还原，该催化剂对ＮＯ还原活性很高，但有较多的ＮＨ３形成。 虽然对非贵金属汽车尾气转化催化剂进行了大量的研究，但到目前为止，完全不用贵金属的催化剂性能，特别是催化活性，与贵金属型催化剂相比尚有一定的差距。 ６．催化剂的表征 催化剂的表征是研究催化剂行为与结构关系的有效手段，有助于我们掌握催化作用机理，开发高效催化剂。目前常用的几种表征方法如表１所示： 表１常用催化剂表征方法 表征方法作用ＸＲＤｘ射线衍射光谱分析体相金属氧化物ＢＥＴ比表面分析测定催化剂、载体的比表面积ＴＰＲＳ程序升温反应测定吸附、脱附与表面反应机理（包括 ＴＰＲ、ＴＰＯ、ＴＰＤ）ＴＥＭ透射电镜描述晶体表面微区金属分布特点ＳＥＭ扫描电镜负载金属粒径变化、塌陷研究ＥＤＳ能量散射光谱晶体表面晶相组成ｘＰＳＸ射线电子能谱分析表面元素组成，价态，氧化还原性质ＥｘＡＦＳ广延ｘ射线吸收精细结构分析表面原子配位结构ＦＴＩＲ傅立汗十红外分析分析催化剂表面吸附态，研究表面金属 状及金属间的相互作用对于组成相同或相近的原料，制备（下转第３７页）中国环保产业ＣＥＰＩ２００２７
汽车尾气催化净化技术进展
・４４ 厂州化工 ２００２年３０卷第２期 汽车尾气催化净化技术进展 李秀艳。李大光。谭长水 张延霖 （广东工业大学轻工化工学院，广州 ５１００９０） 摘要 催化剂是当前控制汽车尾气的主要手段。本文介绍了汽车尾气净化剂的发展过程、净化应用、组成原理、制备工 艺以及表征评价方法等。 关键词汽车尾气催化净化 Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｌｉ Ｘｉｕｙａｎ Ｌｉ Ｄａｇｕａｎｇ Ｔａｎ Ｃｈａｎｇｓｈｕｉ Ｚｈａｎｇ Ｙａｎｌｉｎ （Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄ ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧＤＵＴ，Ｃ，ｕａｎｇｚｋｏｕ ５１００９０） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃａｔａｌｙｓｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｗａｙ ｔＯ ｐｕｒｉｆｙ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｎｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｃａｔａｌｙｓｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｃａｔａｌｙｓｔ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ １汽车尾气净化催化发展概况 随着汽车工业和交通运输业的发展，汽车日益 增多，汽车尾气已成为当今城市空气污染的主要原 因。它严重地影响了人们身体健康，动、植物的生 长。汽车尾气中含有许多有害物质，主要包括一氧 化碳ＣＡ）、氮氧化合物ＮＯ （大部分是ＮＯ），碳氢化 合物ＨＣ，以及一些颗粒物（铅化物、黑烟和油雾）、 臭气（甲醛或丙烯醛）等。 汽车尾气净化催化剂最早从２ｏ世纪７０年代开 始的氧化型催化剂ｌ１ Ｊ，它包括两种类型：一种是以 铂和钯贵金属为活性组分的氧化催化剂，一种是以 ＡＶＺｈ型钙钛矿结构的复合氧化物为代表的贱金属 催化剂ｌ ２＿２。当时的汽车尾气排放法规只限制ＣＡ）和 ＨＣ的排放，而这个时期的催化剂恰好是氧化ＣＡ）和 ＨＣ的催化剂。由于贵金属催化剂活性比贱金属催 ① 广东工业大学轻工化工学院２０００级硬士研究生 ０ 通讯联系人 化剂活性高１００倍以上，故贱金属催化剂逐渐被贵 金属催化剂淘汰 』。 ７０年代末到８０年代中期又有了Ｐｔ／Ｒｈ双金属 催化剂。这期问人们开始考虑尾气中的Ｎｑ的净 化转化＿４ Ｊ。人们发现铑能促进Ｎｏ 还原生成Ｎ２， 因而产生了双床催化剂及三床催化剂。双床催化剂 采用两个反应器，氧化、还原分段进行，但由于这种 催化剂结构复杂，ＮＵｘ还原后可能重新被氧化，所 以这种催化剂很快被淘汰了。随后，Ｐｔ／Ｒｈ三效催 化剂ＴＷＣ（Ｔｈｒｅｅ Ｗａｙ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）开始应 用，在Ａ／Ｖ（供给发动机里的空气与汽油的混台比） 操作窗口内，ＣＡ）、ＨＣ和ＮＯ 转化率可达到８０％～ ９０％以上。 舯年代中期开始，Ｐｔ／Ｒｈ／Ｐｄ新一代催化剂产 生了，这种催化剂活性成分是Ｐｔ、Ｐｄ及Ｒｈ等贵金 属，它能同时降低ＣＯ、
汽车尾气催化处理实验研究
第２５卷第６期 ２００６年６月 实验室研究与探索
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡ ｎＯＮ ＩＮ ＩＡＢＯＲＡＴＯＲＹ Ｖ０１．２５ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２００６
汽车尾气催化处理实验研究
翁 棣， 唐先进， 赵新景， 乔少华， 张锦鹏
（浙江大学环境与资源学院，浙江杭州３１００２９）
摘 要：以汽车尾气模拟装置中产生的气体作为模拟废气，对于ＪＦＧ型三元催化剂处理汽车排气中ＣＯ、
ＨＣ和ＮＯ的三效性能进行了考察，结果表明该催化剂具有低起燃愠度，良好的冷启动性能和良好的三
效性能。同时和ＨＰＡ．８型催化剂进行了对比，发现ＨＰＡ．８型催化剂具有优异的控ＣＯ和ＮＯ的性能。
关键词：汽车尾气；三效催化转化；转化率；实验研究
中图分类号：ｘ７０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６．７１６７（２０ｏ６）ｏ６．０６１１．０５
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｏｎｖｅｒｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｘｈａｕｓｔ
ＷＥＮＧ Ｄｉ，ＴＡＮＧ Ｘｉａｎ－ｊｉｎｇ， ＺＨＡＯ Ｘｉｎ－ｊｉｎｇ， ＱＩＡＯ Ｓｈａ￣ｈｕａ， ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｐｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １００２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｅｅ ｗａｙ ｃａｔａｌｙｓｔ（ＴＷＣ）ｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｌｏｗｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ｏｆ ＨＣ，ＣＯ ａｎｄ ＮＯ ｗｅｒｅ
ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ａｄｄｅｄ ｏｘｙｇｅｎ，
富氧条件下汽车尾气中NOx净化的研究进展
第２３卷第３期
２００７年５月 森林工程
ＦＯＲＥ ｒ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏ１．２３ Ｎｏ．３
Ｍａｙ，２００７
富氧条件下汽车尾气中ＮＯ ｘ净化的研究进展
姚佳岩，关 强
（东北林业大学，哈尔滨１５００４０）
摘要：汽车尾气催化净化技术被证明是最有效的控制汽车排放污染的方法之一。针对在稀薄条件下ＮＯｘ
的催化净化，着重评述各种降解ＮＯｘ方法的优缺点及国内外相关领域的科研开发与进展，提出开发富氧条件下
汽车尾气净化催化剂尚需解决的问题和今后的研究方向。
关键词：ＮＯｘ；催化还原；汽车尾气；纯氧内燃机
中图分类号：Ｘ５１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—００５Ｘ（２１３０７）０３—００１９—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｘｈａｕｓｔ ＮＯｘ Ｕｎｄｅｒ ＰｒｅｓｅＩｌｃｅ ｏｆ Ｏｘｙｇｅｎ／Ｙａｏ Ｊｉａｙａｎ，Ｇｕａｎ Ｑｉａｎｇ（Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｈａｒｂｉｎ １５００４０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｍｏｖａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙｓ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ｅｘｈａｕｓｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｍｍｅｎｔｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｗａｙｓ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｘｈａｕｓｔ ａｎｄ ｄｅ—
ｓｃｒｉｂｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｌ＇￣ｍｏｖａｌ ｏｆ ＮＯｘ ｕｎｄｅｒ ｌｅａｎ—ｂｕｒｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｗｅｒｅ ｐｏｉｎｔ—
ｅｄ ｏｕｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｎ ｔｈｉｓ ｆｉｅｌｄ Ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展
第ｌ９卷第２期 ２０１０年６月 矿 冶 ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｖｏ１．１９，Ｎｏ．２ Ｊｕｎｅ ２０１０
文章编号：１００５—７８５４（２０１０）０２～００８０—０４
从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展
韩守礼 ，吴喜龙 ，王欢 ，王咏梅。，贺小塘
（１．贵研铂业股份有限公司，昆明６５０１０６；２．昆明贵研药业有限公司，昆明６５０１０６）
摘 要：汽车尾气废催化剂是重要的铂族金属二次资源，从中回收铂族金属具有十分重要的意义。本 文介绍了目前研究和应用比较多的从汽车尾气催化剂中回收铂族金属的技术，并从实际生产的角度出 发，分析了各种技术的优势与不足。 关键词：铂；钯；铑；汽车尾气废催化剂；回收 中图分类号：ＴＱ４２６．９６ 文献标识码：Ａ
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＲ０ＧＲＥＳＳ ０Ｎ ＰＬＡＴＩＮＵＭ ＧＲＯＵＰ ＭＥＴＡＬＳ
ＲＥＣ０ＶＥＲＹ ＦＲＯＭ ＳＰＥＮＴ ＡＵＴ０ＭＯＢＩＬＥ ＣＡＴＡＬＹＳＴ
ＨＡＮ Ｓｈｏｕ—ｌｉ ，ＷＵ Ｘｉ—ｌｏｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｈｕａｎ ，ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇ—ｍｅｉ ，ＨＥ Ｘｉａｏ—ｔａｎｇ
（１．Ｓｉｎｏ—Ｐｌａｔｉｎｕｍ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０１０６，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｇｕｉｙａｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０ １ ０６，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｓｐｅｎｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ｐｌａｔｉｎｕｍ—ｇｒｏｕｐ ｍｅｔａｌｓ．Ｉｔ ｉｓ ｏｆ
ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｐｌａｔｉｎｕｍ—ｇｒｏｕｐ ｍｅｔａｌｓ ｆｒｏｍ ｓｐｅｎｔ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｃａｔａｌｙｓｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒ—
稀土材料在汽车尾气净化催化剂中的应用
稀土材料在汽车尾气净化催化剂中的应用
1 前言
稀土被人们誉为新材料的“宝库”，它具有特异的物理和化学性能，特别是具有优异的光、电、磁和催化性能，已在国民经济和现代科学技术的各个领域得到重要应用，在国际上稀土被称之为一21世纪的新材料。稀土的特异性能来源于稀土元素具有特异的4f电子构型，4f电子被完全填满的外层5s和5p电子所屏蔽，4f电子的不同运动方式使稀土具有不同于周期表中其它元素的光学、磁学和电学等物理和化学特性；而且，稀土元素具有较大的原子磁矩、很强的自旋轨道耦合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3～12之间变化，稀土化合物的晶体结构也是多元化的。目前，稀土材料主要包括：稀土发光材料、稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土催化剂材料、稀土陶瓷材料、磁致冷材料、光致冷材料、磁光存储材料、稀土超导材料、稀土原子能材料等，这些材料因无污染、高性能而被称之为“绿色材料”，在高科技领域广泛应用并发挥着重要的作用。本文将综述近几年来国内外稀土材料在汽车尾气净化催化剂中的应用及发展趋势。
2 主题
2.1 汽车尾气污染严峻形势
在现代人类活动中汽车工业作为衡量一个国家经济实力、科技水平和人民生活质量的重要标志已成为促进社会繁荣的全球性支柱产业。然而，汽车每年消耗世界产出的大部分汽油，除向大气中排出大量CO外，还排放对人体及气候有害的CO、碳氢化合物(HC)及氮氧化合物，这三种有害物质的年排放总量约为30亿吨．调查表明，城市污染的主要来源是汽车尾气，因此有效控制汽车尾气污染物含量是改善空气质量的主要途径．随着国民经济的迅速发展 我国机动车产量迅速增加
对环保的要求也日益加强。我国政府已于2OOO 年1 月1 日起执行新的汽车尾气排放标准GB14761-1999 其相当于欧洲I 号排放标准 2OO7 年执行相当于欧洲I 号的排放标准，到2010 年我国机动车尾气排放控制标准将与国际接轨。
2.2 传统汽车尾气催化剂材料的缺点
尾气处理的实验报告(3篇)
第1篇
一、实验目的
1. 了解汽车尾气中主要污染物的成分及其危害。
2. 掌握汽车尾气处理的常用方法和原理。
3. 通过实验验证不同处理方法对尾气中污染物的去除效果。
二、实验原理
汽车尾气是汽车排放的主要污染物之一，其中主要包括一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）和颗粒物（PM）等。这些污染物对环境和人体健康具有严重危害。因此，对汽车尾气进行处理具有重要意义。
本实验采用催化转化技术、吸附技术和生物处理技术等方法对汽车尾气进行处理。其中，催化转化技术是利用催化剂将有害气体转化为无害气体；吸附技术是利用吸附剂将有害气体吸附在表面；生物处理技术是利用微生物将有害气体转化为无害物质。
三、实验材料与设备
1. 实验材料：
- 汽车尾气模拟气体
- 氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物检测仪
- 催化剂、吸附剂、生物处理剂
2. 实验设备：
- 气相色谱仪
- 气相色谱柱
- 氮气、氢气、空气等气体发生器
- 实验装置（包括催化转化器、吸附装置、生物处理装置等）
四、实验步骤
1. 检测汽车尾气中主要污染物的初始浓度。 2. 分别采用催化转化技术、吸附技术和生物处理技术对汽车尾气进行处理。
3. 每种处理方法后，检测尾气中污染物的浓度，并与初始浓度进行比较。
4. 分析不同处理方法对尾气中污染物的去除效果。
五、实验结果与分析
1. 催化转化技术：
- 实验结果显示，催化转化技术对CO、NOx和HC的去除效果较好，去除率分别为95%、90%和85%。
- 实验过程中，催化剂的活性对去除效果有显著影响。
2. 吸附技术：
- 实验结果显示，吸附技术对PM的去除效果较好，去除率可达90%。
- 实验过程中，吸附剂的吸附容量和吸附速率对去除效果有显著影响。
3. 生物处理技术：
- 实验结果显示，生物处理技术对CO和HC的去除效果较好，去除率分别为80%和70%。