汽车尾气催化剂的研究进展
失效汽车尾气催化剂中铂族金属回收的研究进展
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
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SCR催化剂项目可行性研究报告范文
SCR催化剂项目可行性研究报告范文催化剂在化学工业中起着至关重要的作用，能够加快化学反应速度、提高反应选择性和降低反应温度等。
SCR（Selective Catalytic Reduction）催化剂项目作为一种去除尾气中氮氧化物（NOx）的技术，对于改善空气质量有着重要意义。
本报告将对SCR催化剂项目的可行性进行研究。
一、项目背景和意义随着工业化的加快和交通量的增加，尾气排放成为环境污染的主要原因之一、尾气中的NOx成分对于大气环境和人体健康造成严重威胁。
SCR催化剂技术能够有效地将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水，因此具有重要的应用前景和环境意义。
二、市场需求和竞争情况据统计，全球范围内尾气治理市场规模迅速增长，年复合增长率达到XX%。
寻求更低的尾气排放是全球主要经济体和地方政府正面临的共同挑战，因此SCR催化剂市场具有广阔的应用前景。
当前，SCR催化剂市场主要由国际领先企业垄断，例如公司、公司等，市场竞争激烈。
然而，国内市场还存在较大的空间和需求，对于适用于国内汽车尾气处理的SCR催化剂有着较高的需求。
三、技术和风险分析1.技术分析2.风险分析a.市场风险：全球市场竞争激烈，企业需要具备技术实力和市场推广能力。
b.技术风险：SCR催化剂项目需要对材料的选择和催化剂的设计进行深入研究，技术难度相对较高。
c.政策风险：政策变化可能对尾气处理市场产生重要影响，需要密切关注国家政策的变动。
四、项目可行性分析1.市场可行性目前，我国尾气处理市场存在较大的需求，商业化应用的SCR催化剂产品广泛应用于汽车、发电厂和工业领域。
因此，SCR催化剂项目具有较大的市场可行性。
2.技术可行性3.经济可行性五、项目实施方案1.技术研发：与科研机构合作，进行催化剂材料的研发、优化和性能测试。
2.市场开发：与汽车制造商、发电厂等行业进行合作，推广SCR催化剂技术。
3.建设生产线：购置相关设备，建设催化剂生产线，确保产能和生产质量。
汽车尾气净化催化剂的研究现状
Ｃ Ｏ与 Ｎ Ｏ吸附在催化剂上 ， Ｏ分解 出一个氮 Ｎ 原子和一个氧原子 ， 氮原子重新组合形成 Ｎ ， 或者
（ 代表催化剂的活性 中心 ， 下同）
８ Ｏ
甘
肃
科
技
２ 访 ７
与另 一个 吸 附的 Ｎ Ｏ形成 Ｎ ０或 Ｎ ， 催化 剂 表 面 ： 在
的物质 。催化 剂 活性 组 分 分 为 贵 金属 睦物 金 贱 属 活性物 及稀 土金 属 活性物 三种 。
关键词 ： 汽车尾气 ； 催化剂 ； 净化
中图分类号 ： ７ １ Ｘ ０
汽车是现代社会最重要的交通工具之一 ， 在为人 们的生活和工作带来方便的同时 ， 它所排放的尾气也 给大气环境造成了严重的污染。最典型的是 １４ ９３年 和 １５ ９４年美国洛杉矶发生的两次光化学烟雾中毒事 件， 其罪魁祸首就是汽车尾气 。近几年来 ， Ｊ 我国许 多大中城市如上海、 广州、 南宁等都出现过类似的“ 光
表 １ 汽车尾气污染物 的危 害 危害
吸人人 体的 Ｃ Ｏ与血红蛋 白结合 ， 导致人体 内缺 氧 ， 至引起窒息 ； 甚 长期少 量吸入 会引起慢 性中毒 其 化合 物有致癌作用 ， 并强烈刺激 眼睛和 呼吸器官 ； Ｎ 。 与 Ｏ 一起在太 阳光能的作用下产生光化 学烟雾 ， 严重 时 使人麻 痹中毒 高 浓度 的 Ｎ Ｏ引起 中枢神经瘫痪及痉挛 ， Ｏ 引起人体 中毒 ， Ｈ Ｎ： 与 Ｃ一起产生光化学烟雾 它 是形成 酸雨的主要成分 ， 严重污染河流 、 湖泊等水系 ， 殃及野生 动物 的安 全、 破坏生态系统的 自然酸碱平衡 血液铅含 量过高 ， 响儿童的身体和智力发展 ， 影 还可引发成 血压高及心血管疾病
第 ２ 卷 第 ｌ 期 ７ ４ ２ １ ７月 ０ １年
汽车尾气净化催化剂用Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体的研究进展
剂 （ 简 称 为 ＴＷ ＣＳ） 要 是 因 为 肺 存 在 着 可 逆 转 下 主 化 ： 。 Ｃｅ 一Ｃｅ ¨从 而 使 Ｃｅ 容 易 在 还 原 条 件 下 释 放 Ｏ２
出 氧 ， 在 氧 化 条 件 下 储 存 氧 ， 具 有 储 氧 能 力 而 即
（ ＳＣ）。 Ｏ
化 还原 的动 力 学行 为 ， 大提 高 载体 的贮 氧 能力 ， 大 使
了 简要 陈 述 。
关 键 词 ： 化 铈 ， 化 锆 ； 养 能 力 ； 稳 定 性 ； 效 催 化 剂 氧 氧 储 热 三
中 图 分 类 号 ： ３ ． ０ Ｘ７ ４ ２ １
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ７ ８ （ ０ ０ １ 一 Ｏ ｏ 一 Ｏ １ ０－ ９ １ ２１ ）３ ０７ ５
２ ＣＺ 的 储 氧 能 力 和 热 稳 定 性 Ｃｅ Ｏｚ的 ＴＰＲ 结 果 显 示 ， 相 还 原 在 温 度 高 于 体 １ ０ Ｋ 时 才 发 生 ［ 这 在 实 际 应 用 中 是 没 有 意 义 １０ ２ ，
① 于 贵 金 属 在 表 面 的 均 匀 分 散 ［， 高 活 性 组 ７ 提 ］ 分 的 利 用 率 及 可 阻 止 Ａｌ ｚ ｏａ因 烧 结 而 造 成 的 聚 集 和
关 ＣＺ 在 上 述 方 面 的 研 究 进 展 。 １ Ｃｅ 和 ＣＺ 在 汽 车 尾 气 净 化 催 化 剂 中 的 作 用 Ｏ。 Ｃｅ 、 Ｏ ＣＺ 被 应 用 于 汽 车 尾 气 净 化 的 三 效 催 化
重 要 。 Ｃｅ 在 Ｏ２中 掺 杂 诸 如 ＡＩ Ｓ “、 ｒ Ｌ ” 、 什 ”、 ｉ Ｚ ”、 ａ Ｇａ 等 ， 提 高 Ｃｅ “ 可 Ｏ 的 抗 高 温 烧 结 性 和 降 低 载 体 的 被 还 原 温 度 ， 别 是 Ｚｒ＋ 加 入 ， 与 Ｃｅ 特 ‘的 因 Ｏｚ易 形 成
汽车尾气净化三效催化剂研究进展
摘
要 ： 效 催化 剂 是 汽 车 尾 气 净 化 最 主要 的 方 法 ， 三 目前 已 发 展 到 第 四 代 。 开 发 金 属 合 金 载 体 ， 以
及 新 型 单 钯 催 化 荆 、 渡金 属 型 或 稀 土 钙 钛 矿 型 催 化 剂是 今 后 三 效催 化 荆研 究 的 热 点 。 过
淘汰。
随着 Ｎ 排 放 法规 的 出 台 ，０世 纪 ７ Ｏ ２ ０年代
末 出现 了 Ｐ — ｈ双 金属催 化 剂 ， ｔ ｔ Ｒ Ｐ 针对 Ｈ Ｃ和 Ｃ Ｏ
整装催 化 剂 中蜂 窝状 陶瓷载体 具有 较低 的热
的氧 化 ， ｈ针 对 Ｎ Ｒ Ｏ，的还 原 ， 催化 剂 的总体 性 能 通过 Ｐ— ｈ协 同作 用 完 成 ， 同 时 净 化 ＨＣ、 Ｏ ｔ Ｒ 可 Ｃ 和 Ｎ 故 称三效 催 化剂 。 Ｏ
２ Ｉ ５ ｉ ； 融 分 解 温 度 为 １ ５ Ａ ， ・ＳＯ，熔 Ｏ ０℃ ； 热 温 ４ 耐 度 １０ ０℃ ；５～９ ０℃ 之 间 平 均 热 膨 胀 系数 为 ４ ２ ０
引起 全球 范 围极 大 关 注 ， 对 汽 车 尾 气催 化 技 术 又
提 出了更高要 求 。要求 其作 用 扩大 到能 解决 富氧
为城市 中最 主要 的 大 气污 染 源 ， 着 生 活水 平 的 随
气氛 下 Ｎ 的还 原 问题 ， Ｏ 以及汽 车 冷启动 的 污染 控制 ， 于是 出现 了第 三 代低 温起 燃 和耐 高 温 的 三
效催 化 剂 。
提高 ， 该问题 日趋 显 著 。尾 气成 分 主 要 有 一 氧化
坏 了人类赖 以 生存 的 自然 环 境 。 目前 ， 国纷 纷 各
制定严格 的汽 车 污 染 法律 法 规 ， 以期 达 到加 强 管
汽车尾气净化催化剂载体的研究进展
近年来 ， 汽 车 尾 气 污染 治 理 已成 为 我 国可 持 续 发展 的重 要 战略课题 。沿 用 欧洲 排 放标 准 体 系 的 中 国排放 控 制法规 和 以催化 剂 技术 为 主 流 的排 放 后处
早期的汽车用催化剂载体采用工业上广泛应用
的氧 化 铝 颗 粒 ， 主要成 分 是 活性 氧化 铝 （ ＾ ｙ— Ａ １ Ｏ ， ） ， 通 常制 成 ０ ． ８ ３ ３～０ ． ３ ５ ５ ｍ ｍ（ ２ ０～ ４ ０目） 的 小球 。其 特点是 比表面 积大 （ ２ ０ ０～３ ０ ０ ｍ ／ ｇ ） 、 机 械 强度 高 （ ８ ０ Ｎ ／ 粒） ， 价 格低廉 ， 装 填容易 ， 与 活性 组 分 的亲 和性 较好 。但是 ， 在 高温 条件 下 ， 活 性 氧化 铝 会 逐渐转 化 成 无 活 性 氧 化 铝 ， 从 而导致催化 剂失活 。
断提 高 ， 我 国汽 车化进 程 不断 加快 ， 汽 车保 有量 呈 快 速 增长 趋势 。截 至 ２ ０ １ １ 年 ８月底 ， 全 国机 动 车保 有
量已经达到 ２ ． １ ９亿辆。其 中， 汽车保有量首次突破 １ 亿辆 ， 占机动 车总量 的 ４ ５ ． ８ ８ ％， 是机动车 的主要
第２ ９卷 第 １ 期
２ ０ １ ３年 ２月
ＨＵＮＡＮ Ｎ０ ＮＦ ＥＲ ＲＯＵＳ ＭＥ ＴＡ Ｌ Ｓ
湖 南有 色金属
４ ９
汽车尾气净化催化剂 载体 的研究进展
杨庆 山 ， 兰石 琨
（ １ ．湖 南有 色金 属 职 业技 术 学 院 ， 湖 南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ ６ ； ２ ．湖 南稀 土 金 属 材 料研 究 院 ， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ４ ）
中图分类号 ： Ｔ Ｇ １ ７ ４ ． ４ ５ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３— ５ ５ ４ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １— ０ ０ ４ ９— ０ ５
汽车尾气净化催化剂的研究和进展
…
鑫 １ ３ 疆 年月 ６
Ｃ ｈ 中 ｉ ｎ ａ 国 Ｃ 化 ｈ ｅ ｍ 工 ｉ ｃ ａ 贸 ｌ Ｔ 易 ｒ ａ ｄ ｅ
汽车尾气净化催化剂的研究和进展
李袁庆
（ 西 北 民族 大学 化工学 院 。甘肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ３ ０）
强 保 安 全
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 催化剂 载体 净化 ＾ ｙ — Ａ １ ２ Ｏ 。 且 一般 采 用多 层活 性 涂层 或 用 Ｚ ｒ Ｏ 、Ｂ ａ Ｏ、Ｌ ａ Ｏ 。 等 稀土 或 碱土元 素氧化 物作 为稳定 剂。
、
四 、 汽 车 尾 气 净 化 催 化 剂 的 制 备 工 艺
不 同 的催 化 剂需 要不 同的制 备方 法 。 目前 固体 催化 剂 的几种 主 要 制 备方法 包括 ： 沉淀 法 、离子交 换法 、浸 渍法 、机械 混合法 、热 熔融 法 和 溶胶凝 胶法 等。 １ ． 沉 淀法 在 搅 拌 的情 况 下把 碱 类物 质 （ 沉淀＃ Ｊ ｔ ） ￣ Ｅ ｌ 入金 属 盐 类 的水 溶 液 中 ， 生 成水合 金属 氧化物 或碳酸 盐的沉 淀物或凝 胶 ，经洗 涤 、过 滤 、干燥 、 和焙 烧 ，得要所 需催化 剂 。 ２ ． 离子 交换 法 此种 催化 剂载 体 一般 为沸 石 ，沸石 在使 用前 先 用铵盐 或 矿酸 进 行 离 子交换 ，则 沸 石上 被 引入氨 离子 或 氢离 子 ，然 后将 其 放入 一定 量活 性组 分配 成 的离子 溶 液 中 ，将 活性 离 子交换 到 载体 上 。这种 方法 使活 性组 分的分散 度 更好 ，催 化活性 更高 ，但制 备时 间较 长 ｌ ４ ｊ 。 ３ ． 浸渍 法 载体 浸渍 （ 浸泡） 在含 有活 性物 质的 盐液体 （ 或气 体） 中 ，使 金属 盐类 溶液 吸附 在载 体 中 ，出去 剩余 的溶 液 ，干燥 ，煅 烧及 活化 使活 性 组分 附着 在载体 上 。此 种方 法 比较 经济 ，能使 活 性组 分在 载体 表 面高 度分 散 ，具 有较好 的催化 性能 Ｈ １ 。 ４ ． 机 械混 合法 将催 化 剂的 活性 固体 组分 与 载体 混合 在一 起研 磨 ，将研 磨 液移 出 经 处理 后再 高温 煅烧 即得 样 品 。该法 制备 过程 简 单 ，但 需 要较 高 的温 度 ，所制 得的粉 体 比表面积 较小 ，且多 混有杂 相 。
汽车尾气净化催化剂的研究及其进展
ｏ ｉｅｃ ｔ ｙ ｔａ ｄ ｍａｅ ｕａ ｉｖ ａａｙ ｔｂ ｔｌｉｎ ． ｒ ｅｍｏｅ ｗｅｄｉｃ ｓ ｈ ａａｙｉ ｃ ａ ｉｍ ｆｔｅｅ ｃ ｔｌｓｓｉ ｘｄ ａａ ｓ． ｎ ｌ ｅ ｌｒｓｅ ｅｃ ｔ ｓ ｙｍｅａ ｏ ｓ Ｆｕｔ ｒ ｒ， ｓ ｕ ｓｔｅｃ ｔｌｔ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｈ ｓ ａａｙｔ ｎ ｌ ｌ ｈ ｃ ｐｏｐｅ ｔ ｆｒｔｅｆ ｔｅ ｒ ｓｗｅｅｐ ｏ ｏ ｅ ， ｒｓ ｃｓｏ ｈ ｕｌ ｒ ｌ ｗｏ ｋ ｒ ｒｐ ｓｄ
Ｋｅ ｗｏ ｄ Ａｕ ｏ ｂ ｌ ｘ ａ ｓ ： ａ ａｙ ｔ ｐ ｒｆ ａ ｉｎ ｙ ｒ ｓ： ｔｍｏ ｉ ｅ ｈ ｕ ｔ ｃ ｔ ｓ ； ｕ ｉ ｃ ｔｏ ｅ ｌ ｉ
ｅ．Ｉ ｈ ｎ ｔｅ １ ｎ ｔｅ ｅ ｄ，ｈ
１引 言 ．
越重 要 的作 用 。 钙钛 矿结 构 催 化 剂 的分 子 式 为 Ａ Ｏ ， Ｂ Ａ位 通 常 是 Ｌ ａ
使 对 Ｏ 汽 车 尾 气 中 主 要 成 分 有 Ｃ Ｎ ｘ Ｓ ＨＣ 颗 粒 物 等 ， 中 Ｃ 和 比 ． 之 有 适 当对 称 能级 的轨 道 ， 提 高 还 原 Ｎ ｘ的 选 择 性 和 三 效 催 Ｏ、 Ｏ 、Ｏ 、 、 其 Ｏ ９ ２年 Ｗｉ ａ ａ ｅ ｔ 钙 铁 矿 型 氧 化 物 作 过 ｓ ｎｔ ｎ１ ｗ ｈ ４ 对 Ｎ ｘ在大气污染物总量 中分别达 到 ８ ，％和 ４ ．％， ０ ２５ １Ｏ 而在市 区空气 中 化 剂 的 功 能 尤 为重 要 。 １７ 系统 的评述 ，其中对 Ｌ Ｃ ０ 的初步检验表 明， ｘ的高转化 率可在 ａｏ ＮＯ 分别 是 ９ ％和 ７ ％ｍ． 进 行 Ｃ Ｏ ４ 因此 Ｏ和 Ｎ ｘ的 消 除 势 在 必行 。 Ｏ Ｃ 高浓 度 时达 队 ， Ｏ 和 ＨＣ Ｏ Ｃ ｘ的高 转 化 率 可 在 Ｃ 低 浓 度 时 达 到 。 Ｏ ２汽 车尾 气 净化 催 化 剂 的 主 要 特点 ． 复 杂 的工 况 ， 刻 的 操 作 条 件 ， 格 的转 化 要求 对 当 今 汽 车 尾 气 苛 严 净化 催 化剂 提 出 了极 高 的 要 求． 能 良好 的 净 化 催 化 剂 主要 应 该 具 有 性
汽车尾气催化剂中贵金属Pt_Pd_Rh的分析研究_
汽车尾气催化剂中贵金属Pt、Pd、Rh的分析研究第一章 文献综述随着现代工业的发展和科学技术的进步，贵金属优异的物理化学性质逐步被认识，在科研、国防、化工、石油精炼、电子工业、医药工业、新材料合成和人民生活等领域被广泛应用。
专家预计今后随着高新技术的迅猛发展，贵金属的应用领域仍将不断扩大和深化，需求量也将逐年增加[1]，良好的市场环境推动了贵金属科研和生产的蓬勃发展，其中尤以铂、钯、铑的研究和应用为人瞩目。
同时，由于贵金属的稀有性，对其进行二次回收利用工作也被作为贵金属应用的一个重要方面得到发展。
随着贵金属在工业上应用范围的不断扩大和使用量的不断增加，对贵金属分析提出的要求也越来越高。
这些要求相应地促进了贵金属分析的发展，许多全新的贵金属分析方法和技术不断涌现，在分析方法的灵敏度、分离富集手段的多样性和实用性、元素分析的准确性和精密度等方面取得了不少突破性的进展，为贵金属资源的开发、冶炼、二次资源的综合利用和贵金属材料科学的发展提供了可靠的保证。
本文重点研究铂、钯、铑三种贵金属元素的分析方法。
1.1 贵金属铂、钯、铑的性质和应用贵金属（Precious metals, Noble metals）包括金、银、铂、钯、铑、铱、锇、钌八个元素，其中铂、钯、铑、铱、锇、钌统称为铂族金属（Platinum group metals）。
贵金属在周期表中处于第五、六长周期，属d区元素，其物理、化学性质十分相似，尤其在周期表中上下对应的元素最为相近，如钌与锇，钯与铂，铑与铱。
此外，铂、钯、铑在自然界中含量甚微[2]，分布又极为分散。
下表为铂、钯、铑的物理化学常数[3]及其在地壳中的分布情况。
表1-1 贵金属铂、钯、铑的物理化学常数及其在地壳中的分布情况元素 Rh Pd Pt 原子序数 45 46 78 相对原子质量 102.91 106.42 195.08原子结构 4d85s1 4d105s0 5d96s1未成对电子数 3 0 2原子半径/nm 0.125 0.128 0.13 价态 0,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ0,Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ 0,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ平均含量（%）4×10-104×10-92×10-9- 1 -福州大学硕士学位论文- - 2 铂、钯、铑具有许多独特的物理和化学性能，例如高的催化活性，良好的高温抗氧化、抗化学腐蚀性，熔点高，蒸汽压小，延展性好，低膨胀系数，热电稳定性高以及具有吸附氢气等特殊性能。
从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展
从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展I. 引言A. 背景介绍汽车尾气的污染问题B. 研究目的和意义II. 汽车尾气废催化剂中铂族金属的回收A. 催化剂的构成和作用B. 铂族金属的种类和含量C. 回收技术的种类和优缺点III. 铂族金属回收技术的研究进展A. 化学还原法B. 物理分离法C. 生物技术法D. 催化剂再生技术E. 比较各种技术的优缺点IV. 催化剂回收中存在的问题A. 回收效率低B. 工艺复杂C. 操作成本高V. 展望A. 未来关注的研究方向B. 催化剂回收的发展趋势VI. 结论A. 回收铂族金属的技术是汽车尾气治理的重要手段B. 催化剂回收领域仍存在挑战，需要不断探索和创新第一章：引言A. 背景介绍汽车尾气的污染问题随着城市化和工业化的发展，汽车已成为人们日常出行的必需品。
但同时，汽车尾气所含有的氮氧化物、挥发性有机物、颗粒物等有害物质对环境和人类健康造成了无可忽视的影响。
据统计，全球每年因空气污染而导致的早逝人数已超过700万人，其中有一半以上是因为汽车排放的尾气所致。
为了应对这一问题，各国政府纷纷制定相关法律法规，要求汽车制造企业降低车辆的尾气排放。
作为汽车排放中最主要的有害物质之一，研究和开发有效的尾气治理技术，特别是对金属催化剂进行回收和再利用，已经成为尾气治理领域的研究热点。
B. 研究目的和意义催化剂是汽车尾气治理中的重要组成部分，可分为三类：贵金属催化剂、普通金属催化剂和非金属催化剂。
其中，贵金属催化剂中铂族金属（铂、钯、铑、钌、铱、鸢尾石）是活性最高、效果最好的元素之一。
但铂族金属资源稀缺、价格昂贵，因此回收和再利用贵金属催化剂中的铂族金属对于保护环境、节约资源和降低成本具有重要意义。
本篇论文旨在介绍从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属的研究现状、技术进展和存在的问题，为尾气治理领域的研究提供可行性指导，并为进一步深入探讨催化剂回收领域提供思路和前景。
第二章：汽车尾气废催化剂中铂族金属的回收A. 催化剂的构成和作用催化剂是一种可以加速化学反应的物质，它不改变反应体系的化学成分，但能提高反应速率、降低反应温度和能量。
《Sn掺杂Cu-CeZrO2-γ-Al2O3汽车尾气催化剂的制备及抗硫性能研究》范文
《Sn掺杂Cu-CeZrO2-γ-Al2O3汽车尾气催化剂的制备及抗硫性能研究》篇一Sn掺杂Cu-CeZrO2-γ-Al2O3汽车尾气催化剂的制备及抗硫性能研究一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车尾气排放问题日益受到关注。
为了降低汽车尾气中的有害物质排放，催化剂技术成为了重要的研究方向。
Sn掺杂Cu/CeZrO2/γ-Al2O3催化剂因其良好的催化性能和抗硫性能，在汽车尾气处理中得到了广泛的应用。
本文旨在研究该催化剂的制备方法及其抗硫性能，为实际应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括Cu、Sn、Ce、Zr、Al等金属氧化物，以及必要的化学试剂和溶剂。
2. 催化剂制备采用共沉淀法结合浸渍法制备Sn掺杂Cu/CeZrO2/γ-Al2O3催化剂。
具体步骤包括：首先制备CeZrO2前驱体，然后通过浸渍法将Cu和Sn掺杂到前驱体中，最后在γ-Al2O3载体上负载制备好的催化剂。
3. 抗硫性能测试通过模拟汽车尾气中的硫含量，对催化剂进行抗硫性能测试。
测试条件包括不同温度、不同硫含量等。
三、实验结果与分析1. 催化剂的表征通过XRD、SEM、TEM等手段对制备的催化剂进行表征，结果表明催化剂具有较高的结晶度和良好的分散性。
Sn的掺杂使得催化剂的晶格结构发生了微小的变化，有利于提高催化剂的活性。
2. 催化活性测试在模拟汽车尾气条件下，对催化剂进行催化活性测试。
结果显示，Sn掺杂后的催化剂在CO、HC和NOx的转化率上均有所提高，尤其在低温段表现更为明显。
3. 抗硫性能分析通过抗硫性能测试发现，Sn掺杂后的催化剂在含硫环境下表现出更好的稳定性。
在较高温度下，Sn掺杂的催化剂能够更好地抵抗硫化物的中毒作用，保持较高的催化活性。
这主要归因于Sn 的掺杂能够提高催化剂的氧化还原性能和抗硫能力。
四、讨论Sn掺杂Cu/CeZrO2/γ-Al2O3催化剂的制备方法简单，具有良好的催化活性和抗硫性能。
在汽车尾气处理中，该催化剂能够有效地降低CO、HC和NOx等有害物质的排放。
贫燃条件下汽车尾气氮氧化物净化催化剂的研究进展
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第２ ０卷 第 ６期 ２Ｏ Ｏ ７年 １ ２月
江 苏 环 境 科 技
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单钯型汽车尾气净化催化剂研究
怠速实验催化剂的制备方法 同上 ，只是以 ４ ０ ０ 目 蜂窝陶瓷堇青石代替 ４ ～ ０目堇青石作为第一载 ０６
体。 制得 的催 化剂 记 为 ： ｄａ／ （） ａＣ ． （ ／０ Ｐ （） ｆ／ ． ｅＡ１ ） ０ Ｎｉ Ｌ １ ７４
中图分类号 ：Ｔ ４ ６９ Ｑ ２ ．６
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：ｌ７ ． １５（ ０ ８ ４ １４ ．４ ６ ２２ ７ ２ ０ ）０ ．４ ６０
汽 车尾气 是城 市空气 污染 的一 个 主要 来 源 ，目 前 各 国使 用 的汽 车尾 气 净 化 催 化 剂 的 主 要 活性 成 分是 贵金属 Ｐ、Ｒ ，但其 价格 昂贵 ，还容 易被 ｓ ｔ ｈ 、 ＰＰ 、 ｂ等 中毒 丧失 活性 。 另外 ， ｈ世界储 存 量很少 、 Ｒ 资源短 缺矛盾 日益 突 出。与传 统 Ｐ、Ｒ 贵金属催 ｔ ｈ 化剂相 比 ，单钯 型汽 车尾气 净化催 化 剂则具 有快 速
单钯 型 汽 车尾 气 净化 催 化 剂 研 究
胡劲召 ，李凤 仪
１ ．琼州学 院化 学系 ，海南 五指 山 ５２ ０ ；２ 南 昌大 学应用 化学 研究 所 ，江西 南 昌 ３０ ４ ７２ ０ ３０７
摘要 ：应用流动体 系微 型反应和怠速实验装置对 Ｐ ／ ／ａＣ ． 汽车尾气净化催化剂 的 Ｃ ｄＮｉ ． ｅＡＩ Ｌ Ｏ、Ｃ Ｈ 、ＮＯ转化活性进行 了评
上涂布含有一定 比例 Ｌ 、 ｅ ａ ｃ 的超细铝胶粒子（． ０ ５ 涂层 作 为第二 载体 、 干燥 、 烧 ， 焙 制得 复合 载体 后 ， 根 据需 要浸 渍各 种助剂 镍 和活性 组分钯 并 再干燥 、 焙烧。 最后 ， 将催化剂在氢气条件下程序升温还原。
汽车尾气催化净化技术进展
汽车尾气催化净化技术进展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CO、氮氧化合物NOx、碳氢化合物以及一些颗粒物（铅化物、黑烟和油雾）、臭气（甲醛或丙烯醛）等。
[1] 汽车尾气净化催化剂最早从20世纪70年代开始的氧化型催化剂它包括两种类型：一种是以柏和钯贵金属为活性组分的氧化催化剂一种是以ABO3型钙钛矿结构的复合氧化物为代表的贱金属催化剂。
当时的汽车尾气排放法规只限制CO和HC的排放而这个时期的催化剂恰好是氧化CO和HC的催化剂。
由于贵金属催化剂活性比贱金属催化剂活性高100倍以上故贱金属催化剂逐渐被贵金属催化剂淘汰。
[1] 70年代末到80年代中期又有了Pt/Rh双金属催化剂。
这期间人们开始考虑尾气中的NO_的净化转化。
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NOx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 ConversionCatalyst）开始应用在A/F（供给发动机里的空气与汽油的混合比）操作窗口内CO、HC和NO_转化率可达到80%-90%以上。
[1] 80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、HC 和NO_而且不受汽车发动机的影响还能经受发动时由常温到高负荷的高温变化。
[1] 由于贵金属催化剂中的贵金属资源短缺催化剂对发动机空燃比A/F要求严格抗SO2 和Pb中毒性能差等目前贵金属三效催化剂逐渐被稀土__催化剂代替。
稀土__催化剂主要以稀土氧化物和过渡金属氧化物为主它能提高催化剂载体的热稳定性的机械强度还能提高催化剂的储热能力其技术指标接近贵金属三效催化剂且稀土价格比贵金属要低因为人们把眼光投向贱金属催化剂和添加少量金属的稀土催化剂的研究。
汽车尾气净化用贵金属催化剂研究进展
参考内容
近年来，随着环境保护意识的增强，燃油型汽车尾气净化技术的研究和应用越 来越受到。其中，三效催化剂（TWC）作为尾气净化的关键部件，其活性的研 究与提升显得尤为重要。本次演示将概述燃油型汽车尾气净化三效催化剂的发 展现状、研究进展及其优缺点，并探讨未来研究方向。
三效催化剂是一种能同时净化汽车尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx） 和烃类（HC）的催化装置。它在降低汽车尾气污染、提高空气质量方面起着至 关重要的作用。然而，面对严格的环保要求和日益严格的法规，三效催化剂面 临的挑战也日益加大。因此，开展三效催化剂活性的研究与提升工作具有重要 的现实意义。
在分析讨论这些新进展时，我们发现：首先，新的催化剂材料和实验方法的引 入使得三效催化剂的活性得到了显著提升，且具有更好的抗中毒性能和热稳定 性。然而，这些新材料的引入也带来了成本较高的问题，需要进一步研究如何 在保证活性的同时降低成本。其次，虽然研究成果已成功应用于实际生产，但 在不同工况和环境下，三效催化剂的活性仍存在差异，需要进一步研究以优化 其适应性。
三、贵金属催化剂的未来发展趋 势
1、高效性：未来的研究将更加注重提高贵金属催化剂的活性和效率，以实现 更高效的尾气净化。
2、低成本：通过优化制备工艺和寻找新的载体材料，降低贵金属催化剂的成 本，使其更具市场竞争力。
3、环保性：未来的研究将更加注重开发环保型的贵金属催化剂，减少对环境 的负面影响。
综上所述，燃油型汽车尾气净化三效催化剂活性的研究新进展在提高催化剂性 能、增强抗中毒性和热稳定性方面取得了显著成果。然而，面对严格的环保要 求和日益激烈的竞争，三效催化剂仍需在降低成本、提高适应性等方面进行深 入研究。
未来，研究者们应继续三效催化剂活性的基础研究，探索新的催化剂材料和制 备方法，同时加强应用研究，优化催化剂在各种工况和环境下的适应性，为进 一步推动燃油型汽车尾气净化技术的发展提供有力支持。
汽车尾气净化催化剂的研究与发展
第 四阶段 ： 单金属钯的 Ｔ ｗＣ 。它是 １９ ９２年出
作者简介： 石玉光 （ ９ ６ ， ， １ ７ 一） 男 工程师 。电话 ：０ ５ ８ ５０ ２ （２ ） ４ ９ ２ １
维普资讯
１ ４
最 主要 的污 染 物 ， 人 体 的 危 害 程 度 最 大 ， 别 是 对 特
剂［ ｈｅ－ｗ ｙｃｔｌｓ Ｔ ） 。到 目前为止 ， Ｔ ｒｅ ａ ａ ｙｔ ＷＣ ］ ａ （ 使 用三元催化剂是最有效 的机外净化方法 ， 在其所要 求 的特定条件下 ， Ｃ Ｈ 、 有很好的净化效 对 ０、 Ｃ Ｎ 果， 日 在 美等发达 国家应用十分广泛 。世界上生产 三元催化剂 的三大公 司分别 为： 国的 Ｊ ｈ ｓｎ 英 ｏ ｎｏ — Ｍａｔｅ 司 、 国的 Ｅ ｇｌａｄ公 司和 德 国的 Ｄ － ｔｈｙ公 美 ｎ ｅｈｒ ｅ
后 ＮＨ。又被 复 原 为 ＮＯ， 以 它 未 得 到 实 质 性 的 所
应用；
尾气排放至少达到欧 Ⅱ标准 ， 力争达 到欧 Ⅲ标准 。 由此可见 ， 尾气净化迫在眉睫。 目 ， 前 降低汽车尾气污染 的方法主要分为机内 净化和机外净化 。机 内净化 主要是 提高燃料质量 和改善燃料在发动机 内的燃烧条件 ， 尽可能地减少 污染物的生成 ， 降低排气 污染起到 较大的作用 ， 对 但是 效果 有 限 ， 且不 同程 度 的 给汽 车 的动 力性 和经 济性带来 负面影 响到。机 外净化主 要是在发动机 外部安装催化净化设备对排气体进行净化 治理 ， 其 技术 的关键 是研 制性 能 优 良的催 化 剂［ 。这种 能 同 ２ ］ 时净化处理一氧化碳 （ Ｏ）碳氢化合物（ Ｃ 、 Ｃ 、 Ｈ ） 氮氧
新一代三效催化剂的关键材料CexZrxO固溶体研究进展
新一代三效催化剂的关键材料─Ce x Zr1-x O2固溶体研究进展胡玉才，冯长根，王丽琼，王大祥，张兴燕<北京理工大学机电工程学院，北京100081）摘要：汽车尾气排放法规的日趋严格迫切要求开发高性能的三效催化剂。
传统三效催化剂中的CeO2高温下易发生烧结而降低或失去储氧能力。
而加入锆所形成的CexZr1-xO2固溶体具有良好的抗高温老化性能、低温还原性能和较高的储氧能力，可以作为新一代三效催化剂的关键材料。
b5E2RGbCAP关键词：CexZr1-xO2固溶体，储氧能力，三效催化剂，材料1 前言温室气体和其它污染物的过量排放给现代社会造成了严重后果，人们对它的关注已经上升到全球水平。
汽车尾气被确认为是空气污染的主要来源。
随着公众环保意识的加强，美国，欧共体和日本正在强制执行较为严格的汽车尾气排放标准<表1）[1]，特别是美国加州的标准更为严格，要求所使用的车辆均达到超低排放<ULEV）。
我国的北京计划在2008年举办奥运会之前，尾气排放至少要达到欧2标准，力争达到欧3标准。
三效催化转化器虽然是20世纪治理汽车尾气最有效的手段之一，但传统的转化器的性能难以满足超低排放的要求。
另外，CO2的限制排放要求将空燃比<A/F）变为贫燃<lean-burn）条件，而目前的转化器不能很好地将有毒尾气特别是NOx转化。
因此，特别需要高性能的三效催化剂<TWC）来净化汽车尾气。
开发高稳定性、高活性的通用TWC已经成为政府和工业研究部门急需解决的问题[2]。
p1EanqFDPw表1 美联邦、加州和欧共体的汽车尾气排放标准<g.km-1）CO HC NOx 美联邦1987 2.110.250.621994 2.110.160.252003 1.060.080.124加州TLEV 2.110.080.25LEV 2.110.050.12ULEV 1.060.020.12欧共体1996/97 2.70.3410.2522000/2001 2.30.200.152005/2006 1.00.100.08胡玉才<1970-），男，博士生，应用化学专业，研究方向为汽车尾气催化净化。
高性能整体式汽车尾气净化三效催化剂的研究(摘要)
境 和经 济领 域具 有重 要 的意义 。 本 论 文 以 石 英 （ ｉ 、 硅 酸 乙 酯 （ ＯＳ ＳＯ ） 正 ＴＥ ，
摘要 ： 三效 催化 剂 广 泛 的应 用 于 汽 车尾 气 净 化 以减少汽 车尾 气 中 Ｃ ＨＣ、 ＮＯ Ｏ、 和 的排 放 。在 使 用 过程 中 ， 长期 暴露 在 一 个 热环 境 下 会 导致 催 化 剂
收 Ｃ ） 的优 良吸 收剂 ， （： 用于 化石 燃料 电厂及 相 关 的
高性能整体式汽车尾气净化 三效 催化 剂 的研 究
（ 宇 涛 ． 东 理 工 大 学 硕 士 学 位 论 文 ，０ ２年 ２月 ） 任 华 ２１
密集 Ｃ 放 源 ， 有 很 大 的应 用 前 景 。因此 ， Ｏ 排 具 研
及其 高温吸收 Ｃ ： Ｏ 性能研究
（ 维 高 ． 州 大学 硕 士学 位 论 文 ，０ ２年 ４月 ） 程 郑 ２１
收 率较 低 ， ３ ． ％ （ ） 当不 添 加 Ｃ Ｂ 时 ， 达 １ ９ ｗｔ ； ＴＡ 所
得 Ｌ Ｉ 样 品的最 大吸 收率 高达 ３ ． ％ （ ） ｉ （ Ｓ ） ４ ３ ｗｔ 。
最 佳制备 方法 后通 过在制 备过 程 中添 加表 面活 性剂
（） １ 以石 英 （ ｉ 和 ＬＣ 。为 原 料 ， 用 传 统 ＳＯ ） ｉＯ 采
固相 法 ， 究 了原料 配 比 （ （ ｉ 研 ｎ Ｌ ）： ｌＳ ） ４：１ ｒ ｉ 一 （
—
来 提 高 催 化 剂 的 热 稳 定 性 。通 过 运 用 ＴＧ ＤＴ ／ Ａ、
适 期应 后 Ｈ Ｓ去 除率仍 可 达到 １ ０ 。而塑料 垃圾 ０
汽车尾气处理中的三效催化剂技术进展
汽车尾气处理中的三效催化剂技术进展作者：王宏达来源：《科技创新导报》2011年第11期摘要:采用催化反应器和再循环技术(EGR)对汽车尾气进行处理,可以减低有害物质的含量。
催化反应器在排气温度下借助于尾气在催化剂表面进行氧化还原反应,将尾气中的中的CO、HC、NOX转变为无害的CO2、N2等,从而减少环境污染。
本文综述了催化剂在国内外汽车尾气排放中的处理技术,比较和分析了各种催化剂及其载体的应用情况。
关键词:汽车尾气三效催化剂技术进展中图分类号:X73 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0056-021 引言随着世界各国环保意识的不断增强,汽车尾气的排放受到越来越严格的限制。
当前采用催化反应器和废气在循环技术(EGR)对尾气进行再处理、降低有害物质的含量。
这种方法直接、经济、有效、应用非常广泛。
催化技术处理汽车尾气主要是通过氧化还原反应,将尾气中的CO、HC、NOX转变为无害的CO2、N2等,从而减少环境污染。
该技术的核心是催化剂,本文重点讨论汽车尾气处理过程中常见的三效催化剂及载体技术和反应机理。
2 三效催化剂2.1 贵金属催化剂20世纪80年代,美国首先推出了含有Pt、Rh、Pd的贵金属三效催化剂。
随着技术的发展,以堇青石蜂窝陶瓷为载体、活性氧化铝为涂层的贵金属三效催化剂已经发展成熟。
到90年代,贵金属三效催化剂的功能涉及面更广,还能解决汽车启动时的污染控制。
但该类催化剂必须使用无铅汽油,并要求实现发动机的闭环控制,精确控制比在理论值的14.7∶1附近。
2.2 钙钛矿型催化剂由于贵金属资源有限、价格高昂,减少贵金属用量或替代贵金属,成为汽车尾气净化催化剂的发展趋势。
早在1971年,Libby就首先发表文章指出,钙钛矿型稀土催化剂可以用于净化汽车尾气,他通过实验,用LaCoO3催化剂对甲烷、乙烷和乙烯的催化氧化进行了研究。
钙钛矿型催化剂的化学式一般以ABO3表示,A通常是碱金属、碱土金属或稀土等离子半径较大的金属,B 则是离子半径较小的过渡金属,如Co、Mn、Cu、Ni等。
纳米催化剂在汽车尾气处理中的应用案例
纳米催化剂在汽车尾气处理中的应用案例汽车尾气排放是当前社会关注的一个重要环境问题。
尾气中的污染物对空气质量和人类健康产生了严重的影响。
为了解决这一问题，研究人员不断努力寻找更有效的尾气处理技术。
在这方面，纳米催化剂作为一种新兴的技术，展现出了巨大的潜力。
本文将介绍纳米催化剂在汽车尾气处理中的应用案例，并探讨其优势和前景。
纳米催化剂是指具有纳米级尺寸的催化剂颗粒，其巨大的比表面积和粒径效应赋予了其优异的催化性能。
在汽车尾气处理中，纳米催化剂可以用于降低氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）以及一氧化碳（CO）等有害气体的排放。
以下将以几个典型案例为例，详细介绍纳米催化剂在汽车尾气处理中的应用情况。
首先，纳米催化剂在净化汽车尾气中的氮氧化物排放方面展现出了明显的优势。
一种常见的纳米催化剂是基于铜氧化物（CuO）的SCR（选择性催化还原）催化剂。
在SCR反应中，NOx通过催化剂表面的还原剂（如氨气）发生还原反应，进而转化为无害的氮气和水蒸气。
纳米铜氧化物催化剂的巨大比表面积和优异催化活性使得其能够高效地催化SCR反应，有效地降低了尾气中的NOx排放。
其次，纳米催化剂在氧化还原催化剂中的应用也取得了重要进展。
例如，纳米金属氧化物催化剂常用于氧化还原反应，如氧化碳氢化合物和一氧化碳。
纳米催化剂的高活性和反应选择性使得其能够高效地将有害气体转化为无害的物质。
此外，纳米催化剂通常具有良好的稳定性和抗毒性，能够在高温和恶劣环境下保持催化活性，因此非常适用于汽车尾气处理。
除了以上示例，纳米催化剂还可以在柴油排放中起到重要作用。
柴油发动机尾气中的颗粒物（如颗粒物和多环芳烃）是空气污染的主要来源之一。
纳米金属氧化物催化剂可以通过促进颗粒物的氧化和降解来降低柴油尾气中的颗粒物排放。
该催化剂催化颗粒物的氧化反应，将它们转化为较小的无害物质。
同时，纳米催化剂还能有效地降解多环芳烃类物质，减少其对环境和健康的潜在危害。
纳米催化剂在汽车尾气处理中的应用面临一些挑战。
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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 tefor Pur i fy i n g Auto m ob ile Exhaust3ZHAO 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 catalyst3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。
汽车尾气中既存在还原性的CO 和HC 气体,又存在氧化性的NO X 气体。
汽车尾气在这些三效催化转化器主要发生如下反应[3]:CO 、HC 氧化反应:CO +O 2CO 2H 2+O 2H 2O HC +O 2CO 2+H 2NO 的反应:CO +NOCO 2+N 2HC +NO C O 2+N 2H +NOH 2O +N 2水蒸气重整反应:HC +H 2O C O +H 2水煤气转换反应:CO +H 2OCO 2+H 2NO X 的直接消除有2种途径[4]:一是选择性催化还原(Se 2lective catalytic reducti on );二是直接催化分解(Decompositi on of NO X )。
目前所使用的材料主要为日本大学于1990年发现的Cu交换和过交换的Cu -ZS M -5的选择性和活性最好。
为了能有效地净化稀燃烧汽车尾气中的NO X ,人们提出了所谓的NO X 吸附还原法,其原理如图1所示。
当发动机在稀燃烧状态下工作时,即在过量氧的情况下,将NO 与O 2在Pt 作用下氧化生成NO 2,在M (NO X 吸附材料)上先将NO X 用吸附剂储存起来,这时C O 和HC 生成C O 2和H 2O 排出外界,当发动机在富燃而贫氧的条件下工作时,硝酸盐分解释放出NO X ,在催化剂上与C O 、HC 和H 2反应生成CO 2、H 2O 和N 2,同时使得碱土金属得以再生。
图1 NO X 吸附还原法原理图1.2.1 贵金属型催化剂贵金属对C O 的氧化都具有很高的活性,但对HC 的氧化反应只有Pt 、Pd 具有高活性,而Rh 则是控制NO X 的主要成分,贵金属Pt 、Rh 、Pd 是目前汽车尾气净化三效催化剂的最常用的活性组分。
Pt 是最早应用于汽车尾气净化的催化活性组分,在三效催化剂中主要贡献是转化一氧化碳和碳氢化合物。
当在还原性气氛中Pt 对NO X 的还原反应有良好的催化活性。
Rh 是三效催化剂中控制氮氧化物的主要成分。
此外,Rh 对一氧化碳以及碳氢化合物的氧化反应也有重要的作用。
Pd 如同Pt 一样用来转化一氧化碳和碳氢化合物,但价格远低于Rh 和Pt,且资源丰富,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。
在整个三效催化剂中,不同贵金属的作用绝不是完全独立的,而是相互关联的,要注意它们之间的协同作用。
这种协同作用[2]对催化剂的整体行为是非常重要的。
贵金属催化剂也有不足之处[5]:(1)成本高。
贵金属是战略物资,资源稀少,价格昂贵,尤其是Rh 。
(2)高温性能不太理想。
贵金属在高温下会发生晶粒长大和烧结现象,结果使催化剂活性大大降低,甚至完全丧失。
(3)易中毒。
贵金属催化剂易受铅、硫、磷等腐蚀,尤其是铅对贵金属催化剂的催化活性影响很大,因此,使用贵金属催化剂的一个前提条件是使用无铅汽油。
(4)贵金属催化剂的催化活性受空燃比的影响很大。
贵金属催化剂必须和空气燃料喷射系统一起配合使用,增加了系统的复杂性,提高了成本。
1.2.2 非贵金属型催化剂由于贵金属资源短缺,价格昂贵。
人们在开发具有更高性能催化剂的同时,也将如何降低成本作为考虑的条件。
为此非贵金属催化剂成为人们的研究热点。
如,以ABO 3型钙钛矿结构[6]的复合氧化物为代表的非贵金属型催化剂。
其中A 通常是碱金属、碱土金属或稀土等离子半径较大的金属,B 是离子半径较小的过渡金属,如:Co 、M n 、Cu 、N i 等。
但非贵金属催化剂无论在起燃特性、空燃比特性还是抗中毒能力等方面都难以与贵金属催化剂相媲美。
因此贵金属催化剂在汽车净化中仍占主导地位。
将贵金属与钙钛矿型化合物结合起来可以对贵金属起到很好的稳定作用,可以防止贵金属高温烧结或高温蒸发,防止贵金属与载体反应。
加入少量的贵金属同样可以提高钙钛型氧化物的活性。
2002年日本Daihastsu 公司在催化剂的设计和调制方面运用了纳米技术,开发了在特殊的钙钛矿型晶体中让Pt 、Rh 、Pd 以离子形式按原子级规则排列的技术。
利用该技术,Pt 、Rh 、Pd 在高温的氧化状态下(过氧状态),作为金属离子进入钙钛矿型晶体中:在还原状态下(缺氧状),从晶体中出来成为金属微粒。
这样反复进行自我再生,从而抑金属微粒的长大。
与以前的三元催化剂相比,可保持更优异的净化活性和耐久性,贵金属的消耗量可减少75%。
高爱梅等[7]用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型BaZr O 3催化剂,再用等量浸渍法制备了其它的催化剂,并进行了研究,表明BaZr O 3催化剂具有良好的储氮量及其抗硫性能,直接添加贵金属到BaZr O 3中会使NO X 储存量降低,而混合了γ-A l 2O 3后添加Pt 或Rh 可以大大提高NO X 储存量。
从多年的研究成果看,钙钛矿型化合物很有可能在NO 催化分解方面产生不可替代的作用。
1.2.3 贵金属与稀土复合型催化剂其中最具代表性的为稀土含钯催化剂[8]。
单钯汽车尾气催化剂一般用稀土金属、碱土金属和过度金属的氧化物作为助剂。
稀土元素因其独特的次外层电子层结构和相应的催化活性而被广泛应用于“三效催化剂”中,以提高其热稳定性、储氧能力和抗中毒能力。