汽车尾气净化催化剂及载体发展现状

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

汽车尾气净化催化剂及载体发展现状

作者：黄国龙 闫倩倩

来源：《科技风》2017年第16期

摘 要：汽车的尾气中含有大量的污染物，危害着人类的健康和大气的安全。采用汽车尾气净化催化装置可以有效地降低污染物的排放。尾气净化催化装置由净化催化剂和其载体组成，这两部分相互协作共同发挥作用。本文详述了汽车尾气净化催化剂及其载体的发展现状，探讨了其存在的问题，并对未来进行了展望。

关键词：尾气净化；三元催化剂；催化剂载体；汽车尾气

随着环保意识的提高，各国都普遍开始重视汽车尾气的治理，而在汽车尾气治理上目前应用比较多的是采用尾气净化催化装置。在尾气净化催化的研究中，我国起步较晚研究还不够深入，相关标准的制定比较落后。但目前我国对环保的重视程度越来越高，对排放的要求也越来越严格开发高效的汽车尾气净化催化装置势在必行。汽车尾气净化催化器一般由两部分组成，一部分是尾气净化催化剂其起到催化尾气发生化学反应，从而净化尾气的目的；另一部分是催化剂载体，其作用是使催化剂具有更加合适的形状和必要的强度，这两者对汽车尾气净化的效果影响都十分巨大缺一不可。 一、汽车尾气的主要污染物

汽车尾气由一百多种物质组成其主要污染物有：一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOX）、碳氢化合物（HC）、微粒、甲醛（HCHO）等，这些污染物严重影响着空气质量和居民的身体健康。 二、汽车尾气净化催化剂

第一代汽车尾气净化催化剂的原理是催化尾气中的一氧化碳和碳氢化合物与氧气反应，生成对空气没有污染的二氧化碳和水，被称为氧化催化剂，由于其只对一氧化碳和碳氢化合物起作用也被称为“两效催化剂”。但是，随着环保标准的提高对汽车尾气中的氮氧化合物的排放也提出了新的要求，这时能够同时降低氮氧化合物排放的“三效催化剂”应运而生。“三效催化剂”是目前汽车危机净化催化剂的主流技术，其发展经历了三个阶段。第一个阶段是采用金属铂（Pt）和铑（Rh）作为催化剂，但是这种催化装置需要消耗大量的铂和铑，而这两重金属的价格昂贵且易铅中毒。第二个阶段是采用钯（Pd）来部分替代铂和铑，制造合金催化剂来降低成本。第三个阶段是单钯催化剂。“三效催化剂”已经应用了三十年，历经了三代技术但是目前在使用中仍然面临受空燃比影响较大、容易失活等问题。

目前应用的汽车尾气净化催化剂一般根据其成分不同分成贵金属型催化剂、非贵金属型催化剂和单钯催化剂三种。这三种催化剂的基本原理都是利用汽车尾气中既有还原性气体一氧化