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三效催化剂技术在汽车尾气处理中的进展

摘 要:对汽车尾气进行处理,使用催化剂反应器与循环技术,这样能够缩减有害物质含量.催化反应器是在排气温度下借助尾气在催化剂的表层实行氧化还原反应,将尾气中的有害气体(如CO、HC等)转化为无害气体(如二氧化碳等),进而缩减了环境污染.在这篇文章中主要讨论的就是三效催化剂在汽车尾气中的处理办法,以及使用原理.

关键词:三效催化剂技术;汽车尾气处理;进展

伴随着经济体制的不断发展,世界各国对环境的保护意识在不断增加,所以汽车尾气受到的限制越来越严格.目前使用的催化剂反应器、废气在循环性办法对尾气实行二次处理、减少有害物质含量.这样的办法有效、迅速、使用也特别广泛.催化剂通过使用氧化还原反应,将有害气体变为无害气体,进而将环境污染缩减.目前为止,三效催化剂已经研究到第四代了,而今后的三效催化剂研究热点则为研发出金属合金载体、过渡金属型催化剂等.

1 三效催化剂使用原理

汽车尾气三元催化转化器里面选用的催化剂为三效催化剂,它有着高活性能、热稳定性能、物理性能,可以同时将汽车尾气中的CO、HC等污染物除去,是比较合适我国汽车尾气的催化剂.对有害气体一般情况下使用催化氧化法进行去除,也可以选择通过催化还原、裂解等方法进行去除.在富氧的情况下,一氧化碳能够完全被氧化,而有些物质则不能完全被氧化.一般情况下,工业选用的催化剂都是在保持稳定状况下实用的,但是三效催化剂却不同,它和汽车的架势速度、发动机工作方式等许多因素有关,当发动机在工作状态的时候,空燃比会产生变化,污染物不会同时被去除.催化用处的核心就是催化剂,催化剂定义为一种可以改变化学反应速率而自身在化学前后不变的物质.催化剂改变不了化学反应,也不能阻碍热力学反应实行下去.催化剂和反应物会生成不稳定的化合物,只会改变反应途径,降低活化能.因此,催化剂能够让热力学反应在恰当条件下有着较低的活化能,进而让化学反应的进展加速.汽车尾气净化办法是伴随着汽车尾气排放法律的严格而渐渐发展起来的技术,机外的净化可以有效的把控汽车尾气排放,研究重点集中在催化净化上面,催化剂还是让净化达到效果的主要因素.

2三效催化剂的组成与特征

在汽车尾气中三效催化剂重要是由载体、涂层、助剂和活性成分构成.三效催化剂的载体要是为了承载催化活性组分的材料,它的用处是:(1)可以提供合适孔结构;(2)提升催化剂的稳定性能;(3)让催化剂拥有机械强度;(4)和活性一起作用变为新的化合物;(5)节约使用活性组分的用量.汽车尾气的催化剂载体有两种,一种是氧化铝颗粒,一种是涂覆过薄层的金属.氧化铝表面积大、贵金属载体等特点,在排气情况下,性能比较稳定,容易获得,有适当的孔结构.现在大多数情况下三小催化剂的载体是整体式蜂窝型,有着很多薄壁平行小道构成,气流阻力也不大,无磨损、耐高温等特点.三效催化剂的涂层是在载体表面附着,提供着助剂的较好的催化环境.三效催化剂的助剂自身没有什么活性,可是加入以后就可以大大的提升催化剂性能、热抗稳定性等特点.三效催化剂的活性组分的组配可以显示一种互助协同效应,组合催化剂高于任何一种单份催化剂.

三效催化剂的特性是起燃温度性能、空燃比特性能.将汽油和供给发动机的空气被定义为空燃比,催化剂的催化性能与空燃比有着很大的关系.三效催化剂需要发动机比理论上发挥出的效率还要大,操作窗口和三效催化剂性能成正比关系.温度特性就是指一些有害成分在浓度和空速状态下,净化率伴随着温度的变化而变化的状况.起燃温度是当温度在转化率为50%的情况下,三效催化剂起燃性能的重要指标.起燃的温度低,说明催化性能好.尤其是发动机在冷启动的情况下,起燃温度低,排放出来尾气多.只有催化剂起燃温度够低,才可以将尾气有效的转化.

3汽车催化剂发展方向

国外很多国家已经广泛研究出高效性能的三效催化剂,提出了一些标准要求,向着超低排放以及零排放的方向发展,我们国家已经颁布并且实施了新排放法规,可是因为我们国家研究三效催化剂的时间有一些晚,导致国产催化剂并没有被大规模的使用,能够看出我们国家净化催化剂的前景是十分广阔的.汽车尾气三效催化剂的研究开发涉及到化工、液体力学等许多学科,可是其中催化剂的研发与制备是主要的,尤其是开发我国资源富饶的稀土车作为催化剂,能够缩减我们国家资源匮乏的金属使用量,找出复合催化剂去净化尾气的顺序,是以后研究的主要目标.燃机新技术的发展和有关技术在汽车环保范围内的使用,给汽车排放技术的提高、三效催化剂能活性提供了改善的技术基础.三效催化剂的研发应该从影响因素着手,影响因素主要有配方、空燃比等.研发新型三效催化剂可以降低催化剂成本、耐高温性能、起燃温度.所以若是要将性能良好的催化剂开发出来,就应该先去懂得催化剂失活缘由和怎样进行改性.我国研发出来的三效催化剂主要有下面几个问题:(1)我国路况和国外差别大,汽车的平均时速低,排放的污染物主要有HC与C0;(2)我们国家燃油质量需要提高,燃油里面铅、硫含量高,在研发的时候需要考虑抗中毒的问题;(3)我们国家没有贵金属矿藏,只能依靠国外进口,可是我们国家稀土资源丰富,我们国家应该着眼开发添加贵金属稀土催化剂.我们国家对三效催化剂研究主要有:研究稀燃型、单把型、非贵金属型等催化剂,以及研发三效催化剂的制备办法和性能.

4结语

三效催化剂是现在有效控制汽车排放污染物的方法之一,对于三效催化剂的研究应该和我们国家的实际状况联系,然后进行更深的了解对三效催化剂主要成分、物质结构以及进行化学反应原理,通过科学性制备办法,才能够将三效催化剂变得更好.可是由于催化剂制造的区别很大,这就导致了研制催化剂进程的困难,现在对我们国研究者的工作依旧任重而道远.

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