汽车尾气净化器载体及涂层的结构形貌
汽车尾气净化器载体及涂层的结构形貌
汽车 尾气 的排 放 已成 为 我 国许 多 大 中 型城 市 大气 污染 的 一 项 重要 形 式 ． 球 变 暖 所 引 起 的一 地
系列 温室 效 应 ， 以及 臭 氧 层 破 坏 形 成 的 全 球 性 环
界环境保护和资源保护意识不 断增 强 ， 特别是对
（． １武汉理工 大学 ， 武汉
４ ０５ ； ０ ００
５５０ ； ４０６
３ 重庆机 电职业技术学 院 ， 、 重庆
摘要 ： 介绍 了汽 车尾 气净化器的组成及功能 ， 结合 汽车 尾气净 化器 的工作机 理 ， 过扫 描 电子显 通
微镜 一 能谱仪对蜂 窝型汽车尾气 净化器载体和表面涂层 的结构与形 貌进行 了综合分析 ． 际测 实
Ｃ ｏ￣ ｌ ｓ ｔｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｈ ， ｑ ￣ ４ ０ ５ ，Ｃ ｉａ ｈ ， ｍｓＩ ｔ ｕｅ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｃ ｏｃ ｉ ｎｉ ００ ０ ｈｎ ；３．Ｃ ｏ ｇ ｉｇ Ｅ ｅ ｔ ｍｅ ｈ ｎｃ ｏ ａ ｏ ａ ｏ ｅ ｅ ｈ ｎ ｑｎ ｌ ｒ ｃ ａ ｉ Ｖ ｃ ｔ ｎ ｌＣ ｌ ｇ ， ｃ ｏ ｌ ａ ｉ ｌ Ｃ ｏ ｓ ｉｓ４ Ｏ ２ ，Ｃ ｉ ａ ４ ｉｚ ｏ ｏ ３ Ａ ｔ ａ ｔ Ｆ ｃｏｙ ｈ ｎ ｑｎ Ｏ Ｏ ３ ｈ ｎ ； 、Ｌｕ ｈ ｕ Ｎ 、 ｕｏ Ｐ ｒ ａ ｔｒ ，Ｈｕ ｈ ｕ ５ ５ ０ ，Ｃ ｉａ ｓ ｚ ｏ ４ ０ ６ ｈｎ ；
新型汽车尾气降解路面涂层材料的制备及最佳用量研究
新型汽车尾气降解路面涂层材料的制备及最佳用量研究摘要：汽车尾气是大气污染的主要来源之一，为了有效降低尾气污染对人与环境的危害，研制了一种新型汽车尾气降解路面涂层材料。
优化了光催化剂纳米稀土颗粒的制备工艺，提出了路面涂层材料的制备方法，采用室内表面摩擦系数试验和磨耗试验确定了涂层材料的最佳用量。
结果表明：制备出的纳米材料粒度在50nm左右且分散性良好；涂层材料最佳用量范围为300g/m2～600g/m2。
关键词：道路工程；路面涂层材料；光催化材料；最佳用量中图分类号：u416.217 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）15-0288-020 引言现如今，随着汽车产量的迅速增长，汽车保有量相应剧增，汽车尾气已成为大气污染的主要来源之一，它不仅能致癌和引起中毒，还会污染大气和土壤环境，产生温室效应、酸雨和城市光化学烟雾，造成地表空气臭氧含量过高，使城市环境转向恶化。
目前国内外对汽车尾气的降解已有一定研究，即使用汽车尾气净化器降解尾气，但其降解效率仅为55%～65%。
现有的汽车路面尾气降解材料能够降解汽车尾气，但其降解作用极易受光照影响，必须在近紫外光下才能激发，太阳光利用率仅4～6%，尾气降解效率有限。
稀土材料以其优异的存储释放氧及光催化能力在降解汽车尾气的研究中受到了广泛的关注[1]。
本文将从稀土材料中筛选高效经济的催化成分与二氧化钛（tio2）复合，并应用于道路表面，实现全天候降解汽车尾气的目的。
结合现有设备和项目研究的特点，本文确定了涂层材料的最佳用量。
1 尾气降解路面涂层材料的制备1.1 原材料及设备1.1.1 试验原材料试验用主要原料有：铈的晶体盐、氧化剂、弱碱性沉淀剂、醇类分散剂、粘结剂环氧树脂、固化剂乙二胺、溶剂二甲苯、二氧化钛。
1.1.2 试验仪器与设备试验所需的仪器主要有酸碱滴定管、抽滤瓶、滤膜等。
试验设备主要有电热鼓风干燥箱、恒温磁力搅拌器、马弗炉、瓷坩埚、电子天平、干燥器、扫描电子显微镜等。
蜂窝陶瓷载体检验规范
蜂窝状汽车尾气净化器载体1范围本标准规定了蜂窝状汽车尾气净化器载体的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮运。
本标准主要适用于机动车尾气、工业有机废气净化催化剂用的载体—堇青石质蜂窝陶瓷，其它用途和材质的蜂窝陶瓷也可参照执行。
2规范性引用文件下列文件通过本标准的引用而成为本标准的内容。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励使用本标准的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
JC/T686-1998 蜂窝陶瓷GB/T 4734-1996 陶瓷材料及制品化学分析方法3术语本标准采用下列定义、符号：孔密度：蜂窝陶瓷每单位横截面积上分布孔的个数，其单位为孔/㎝2。
孔壁缺陷：在蜂窝陶瓷的端面上由挤出成型引起的轴向孔壁缺损而导致相邻二至四个孔道的贯通缺陷。
体积密度：蜂窝陶瓷单位外形体积（含孔道）的质量，其单位为g/㎝3。
软化温度：蜂窝陶瓷在均衡升温过程中其方孔初始变形时的温度。
A轴方向：蜂窝陶瓷平行孔道的方向。
B轴方向：蜂窝陶瓷垂直于孔道且平行于孔壁的方向。
4产品分类4.1产品分类按JC/T686-1998《蜂窝陶瓷》实施，通常按横截面的形状和孔密度大小分类，现有的常规系列产品型号有Y，P，T，F, YX五种，其中孔密度分类以数字编号为：1：400目，2：100目，3：200目，4：300目，5：600目，6：1075目，其规格、形状及尺寸如表1所示，孔密度如表2所示。
4.2表1 规格、形状及尺寸型号孔形状横截面形状尺寸名称最大尺寸㎜最大高度㎜Y正方形圆形外径300 300P 跑道形长径T 椭圆形长径F 正方形边长YX异形长径200 200表2 孔密度孔密度孔/㎝2壁厚㎜15 0.4031 0.3046 0.2262 0.1693 0.154.3特殊规格和形状的产品可由供需双方协商制造。
5要求5.1外观质量蜂窝陶瓷的外观质量按《蜂窝陶瓷》JC/T686-1998的外观质量要求实施，应符合表3的要求。
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
汽车尾气净化器陶瓷载体浸涂贵金属催化剂工艺
蜂 窝型堇青 石载体及 净化器不锈钢 外壳见 图２ ， 其 中 白色为未浸涂之堇青石载体 ，黑色为 已浸涂催化
当前世界各国采用的汽车尾气净化器型式多样，载 剂经 氢 还 原后 的载 体 。
Ｌ ， ， 能 提 高 卜 Ｉ 。 ０— Ｉ 转 变 的 温 度 。 因 此 大 ｅＯ 还 Ａ， 向 ｃ Ｏ Ａ ０。
大延长 了催化剂 的使用寿命 。 （ Ｚ Ｏ ：加入Ｃ ０ 中 ，可形 成 固溶 体能 阻止 ３） ｒ ｅ
Ｃ Ｏ 和 贵 金 属微 粒 长 大 ｅ ， 。
因 此 ，我 们 选 用 Ｃ （ Ｏ。 ・ Ｈ Ｏ （ 酸 铈 ）， ｅＮ ） ６ ， 硝 。
的 汽 车 催 化 剂 体 积 为 １６Ｌ ，为４３ｍ 扩 大 到 总 面 积 ． 计 ．
好在 随着我 们汽 车工 业 的大 力发展 ，国家 有关ｉ ｌ ｒ７ ￣ ＇ 对汽 车尾 气造 成 的环境 污 染极 为重视 ， 自改 革开 发 以来 已经 多 次提高 汽车 尾气 排放 标准 ， 目前正 在 向欧 洲先 进
标准看齐。尤其对新车的出厂尾气排放标准控￣ ，严。 Ｊ ｆ ／ Ｅ 对柴油机车的尾气排放世界各工业 发达 国家都 已 有 严 格 的排 放标 准 要 求 ，除 了严 格 要 求 尾 气 中 的 Ｈ 、Ｃ Ｃ Ｏ和Ｎ Ｏ 的排放达标 外 ，对尾 气中的碳微粒 的
化 器 Ｉ ■ 一 ＿ 陶 瓷 －，Ｐ － ＿ ＿＂ － ＂
化 剂工 艺
◎吴 元 康 （ 东南 大 学 材 料 科学 与 工 程 学 院 南 京 ２ ９ １ ０ ６） ０
０ 前 言
蜂窝陶瓷催化剂载体介绍
用于汽油发动机尾气净化系统的直通式陶瓷催化剂载体,在载体表面涂上催化剂,通过高几何接触表面积和低热容量,提高催化剂性能,在汽车尾气通过时,将尾气中的HC、CO、NO等有害成份变成无害成份.柴油汽车尾气微粒子陶瓷滤清器(DPF)以蜂窝式陶瓷载体材料技术为基础,以堇青石或碳化硅为原料,针对柴油发动机排放尾气中的微粒子,能发挥卓越的截留效果,广泛应用于柴油汽车、城市公共汽车,重型卡车、矿内作业车及叉车.必备性能:1、大的比表面积:保证废气与催化剂的充分接触。
2、稳定的吸水性能:确保催化剂牢固地均匀涂附在载体的表面,同时不因过厚的涂附带来浪费.3、暖机性:要求发动机在启动后,载体的温度能在最短的时间内达到催化剂的活性温度.4、低的排气阻力:要求载体对发动机的排气阻力很小,确保不影响发动机的性能.5、高强度性:由于载体的工作环境是在颠簸的汽车上,因此要求载体具备较高的强度而不被外力破坏.6、良好的组装性:载体是排气总成的一个零件,只有良好的外观以及精确的尺寸才能确保组装的完美.used as catalytic converters of gasoline engines, the honeycomb ceramic catalyst substrates are coated by catalyst; at the same time , we improve the specific surface areas and cut down the heat capacity to increase the catalytic function. When the noxious emissions pass through, HC, CO and NOX will be converted into harmless components. Diesel particular filter bases on honeycomb ceramic substrate, whose materials are cordierite or carborundum. It could trap the particulate matter from diesel exhaust emissions, so they are applied on cars, buses, trucks and so onThe necessary property of honeycomb ceramic catalyst substrate used in cars as follows:A).High specific surface area: ensure exhaust gas could contact weigh catalyst enough.B).Stable water absorption: guarantee catalyst could be firmly and evenly coated on the surface of substrate, so it's no waste for too thick coating.C).Warm-up characters: after starting up engine, the temperature of substrate could reach the active temperature of catalyst in the shortest time.D).Low exhaust resistance: ask exhaust resistance of substrate to engine low, so that it won’t affect the performance of engineE).high intensity: substrates work in bumpy cars, so the intensity of substrates must be too high to be destroyedF).perfect assembly: substrates are parts of exhaust; perfect appearance and exact dimension could ensure assembly perfect.Material: cordierite silicon carbideSize: according to clients' requirement。
三元催化器蜂窝状结构
三元催化器蜂窝状结构
三元催化器是一种安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，其外壳为金属结构，内部是蜂窝状陶瓷载体，载体上喷涂有催化剂。
这种蜂窝状结构具有以下优点：
1. 增大接触面积：蜂窝状结构可以提供更多的催化作用面积，从而提高三元催化器的转化效率。
2. 减缓气流流速：蜂窝状结构可以减缓气流流速，使气体有足够的时间在三元催化器中反应，从而提高转化效率。
3. 减轻重量：蜂窝状结构可以减轻三元催化器的重量，从而降低车辆的整体重量，有助于提高燃油经济性和操控性。
4. 提高耐久性：蜂窝状结构可以提供更好的结构强度和耐久性，使三元催化器能够在各种行驶条件下保持性能稳定。
三元催化器的蜂窝状结构由堇青石等陶瓷材料制成，其物理形状有圆柱体、椭圆柱体和梯形柱体等多种选择，可根据整车总体的布置实际进行载体形状的选择。
陶瓷载体的主要构成成分为堇青石，通常采用陶瓷材料挤压、干燥并采用高温烧结而成。
这种陶瓷材料具有较高的热稳定性和化学稳定性，能够承受汽车排放的废气中的各种有害物质，同时能够将有害物质转化为无害物质。
汽车尾气三效催化剂
反应的进行，能快速发生氧活化和烃类的吸附。而由过 及其他非贵金属在催化剂中的作用有以下几个方面：
渡元素等非贵金属为活性组分的催化剂 ，则可以通过金
①存 储 及 释放氧，拓宽了空燃比工作窗口
属离子变价 ，利用晶格氧来达到催化氧化的 目的，而气
贵金 属 三 效催化剂对三种污染物的转化效率 只有
相中的氧不能吸附补充进来，需要较高的温度才能加速 在空燃比在化学计量比的附近时，才一能保持 良好的效
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
０「＿
１３．５ １４．０ １４．５ １５．０ １５．５
高很大，认为这样的离子占据 丫一Ａ１２０３的表面空位，能
空燃 比 （ Ａ／ Ｆ ） ． 有 效 地 阻 止铝离子和氧离子的表面迁移 ，稳定晶格结
三 ２６０一
。
厂
标准 状； 扩、 岁 ｝．
４０ ６０ ８０ １００（Ｐｔ）
（１００％ Ｒｈ） Ｐｔ原子的百分含量％
图 ４ Ｐｔ一Ｒｈ的协同作用
上，４５％的铂和 ８５％的锗用于汽车催化。由于铂和锗的
当空 燃 比 在理论空燃 比附近时 ，３种活性组分的单
朱振 忠 ’， 田 群 ２， 陈 宏 德 ２
（１． 中 国 矿 业 大 学 ，北 京 １ ０００８３；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
和氧化铝的相互作用，可以显著提高其热稳定性。另外， 面元素的价态。Ｔｏｍｃｒｏｎａ等研究表明，经过预还原处理
加人 ｚｒＯＺ能提高 Ｃｅ０２的储氧能力。研究表明，在向新鲜 后，含 Ｃｏ 、Ｃｅ 的催化剂的 ＣＯ、ＨＣ起燃温度有显著的下
400目蜂窝陶瓷孔径
通常情况下，蜂窝陶瓷（Honeycomb Ceramic）是一种多孔陶瓷结构，用于汽车尾气净化器（排气催化转化器）等应用，其孔径以目数（Mesh）来表示。
400目的蜂窝陶瓷通常指的是具有非常小孔径的陶瓷结构。
目数是一种用于描述过滤器、筛网和多孔材料孔径大小的单位，通常表示每英寸的孔数。
因此，400目蜂窝陶瓷表示在每英寸的面积上有大约400个孔。
这种高目数的蜂窝陶瓷通常用于需要高度过滤和分离的应用，因为它的小孔径可以有效地捕获微小的颗粒和分子。
在汽车排气净化器中，高目数的蜂窝陶瓷可以提供更大的表面积，用于化学反应，以将有害的尾气排放物质转化为较为无害的物质。
这有助于降低尾气排放对环境的影响。
需要注意的是，具体的蜂窝陶瓷的孔径大小和结构可能会因不同的应用而异，因此400目只是一种可能的规格之一，而不是通用的标准。
生产商通常会根据应用的要求制定不同的规格和孔径。
汽车尾气净化催化剂
Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ Ｒ Ｅ Ｅ Ｈ ０ ｏ Ｙ Ａ ＤＭＡ Ｋ Ｔ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ８２ ０ １ ， ．， ０１ １
钯， 含活性 组 分钯 的涂 层 和含 活性 组 分铑 的涂层 交替 排列 ， 涂层 的 总层数 为 奇数 。 且 涂 层 采用 三 层 分 布 ， ， 一层 涂 层 含 有 活性 组 即 第
后干燥、 焙烧 ， 用 含有 活 性 组 分 的可 溶 性 盐 的溶 液 并
联 系 人 ： 江 茹 翟
浸渍 ， 然后 干燥 、 烧 ， 焙 使活 性 组 分 担 载在 基 质 上 ， 得 到 涂层 。 中 ， 其 涂层 为 多层 ， 每层 涂层 中的活性 组 分为 钯 或铑 ， 与具 有规 整结 构 的载体 的 内表 面 或外 表 面直 接 接触 的涂层 为最 内层 ， 内层 涂层 中的 活性 组分 为 最
地 址 ：广 东 省 深 圳 市 龙 岗 区坪 山镇 横 坪 公 路
３ ０ 号 ０ １
比亚 迪股 份有 限公 司
邮编 ：５ ８ １ １１８
目前 ， 使用最多的水溶性防腐剂约 占防腐剂使用
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般 将两 种 或 几 种 防腐 剂 按 一 定 比 例混 合 ， 但 不
份， 苦参 １～ ０ ， 肤 子 ｌ～Ｏ ， 部 １ ０ ， ０ ３份 地 ０３份 百 ０ ３ 份 土
茯苓 １～ Ｏ 。 ０ ３份
简单 ， 以节 约能 耗 。 中药 制 剂 主要是 通 过煎 熬进 行 可 配制 ， 所需 设 备简 单 ； 中药 的 防腐效 果 好 ； 中药 是绝 对 的绿 色 资 源 ，与化 学 防腐 剂相 比对 环 境 的安 全 性 很 高。
汽车尾气净化器用金属载体材料的研究
第40卷第6期 现代冶金Vol.40 No.6 2012 年12 月 Modern MetallurgyDec.2012汽车尾气净化器用金属载体材料的研究张 京1，陈 融2（1.江苏省冶金研究所有限公司，江苏 南京 210007；2. 上海昌硕不锈钢处理有限公司，上海 200942）摘要：分析比较汽车尾气净化器用金属载体和陶瓷载体的物理参数，介绍了金属载体材料的生产工艺。
关键词：净化器；载体；金属载体；工艺 中图分类号：U465收稿日期：2012-08-12作者简介：张 京，男，高级工程师。
引 言汽车尾气的污染物主要有一氧化碳(CO) 、碳氢化合物(HC) 、氮化物(NO x ) 、二氧化硫(SO 2) 和微粒物质(铅化物、碳烟等) 。
城市中40 %以上的NO x 、80 %以上的CO 和70 %以上的HC 来自于汽车污染。
这些污染物直接威胁人类健康，还会造成酸雨和光化学烟雾，对动植物也有巨大的威胁。
汽车尾气排放污染的净化手段主要分为前处理、机内净化和机外净化三条途径。
前处理是指使用清洁燃料，从而从源头降低排放。
机内净化是改善发动机的燃烧状况，使燃料充分燃烧，降低有害物质的生成。
机外净化是通过安装尾气净化器等装置，对排出的气体进行净化。
目前机外净化即安装尾气器仍是许多国家控制汽车排放的重要措施。
1 载体材料汽车尾气净化的方法多种多样， 由于三元（铂、铑、钯或钌）催化剂具有较好的净化特性，已成为汽车尾气净化主流。
汽车尾气净化器由载体、高比表面积涂层和三元催化剂组成，根据载体材质，分为金属载体和陶瓷载体两种。
1.1 陶瓷载体目前，在汽车尾气净化器中广泛使用的是陶瓷蜂窝载体，载体内部涂覆高比表面积的氧化铝(Al 2O 3) 涂层，其上再浸渍活性组分。
陶瓷载体与颗粒状催化剂载体相比具有比表面积大、热膨胀系数小、阻力小、扩散距离小，有利于反应物的进入和生成物的离去并可以缩小反应器的体积等优点。
陶瓷蜂窝载体的主要原料一般是堇青石(cordierite) ，它是在MgO -Al 2O 3 - SiO 2 体系中高温合成的，最终的组成为2MgO ·2Al 2O 3·5SiO 2 ，焙烧的温度为1400～1450 ℃，堇青石不仅有低的膨胀系数、良好的耐化学腐蚀性能及良好的耐热性，而且本身的气孔率较高，如果加入30 %～40 %的造孔剂，吸水率可达30 %左右。
三元催化器 汽车排气系统 汽车尾气净化装置 三元催化
三元催化器汽车排气系统汽车尾气净化装置三元催化三元催化三元催化器三元催化，是指将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气的催化。
主要是用三元催化器，三元催化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中。
称它是载体，是因为它本身并不参加催化反应，而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。
是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。
原理三元催化器的工作原理是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、碳氢化合物和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；碳氢化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。
三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
三元催化器保养由于中国的燃油品质普遍较差，燃油中含有硫、磷以及所使用的抗爆剂MMT中含有锰，这些化学成分在燃烧后随着废气的排出，会在氧传感器表面和三元催化器内部形成化学络合物。
另外，由于驾驶员的不良驾驶习惯，或者长期行驶在拥堵路面，发动机经常处于不完全燃烧状态，会在氧传感器和三元催化器内形成积炭。
此外，国内很多地区使用乙醇汽油，这种汽油有很强的清洗作用，会将燃烧室内的积垢清洗但不能分解燃烧，因此随着废气的排放这些污垢也会沉积在氧传感器表面和三元催化器内。
正是由于诸多因素，使得汽车在行驶一段里程后，除了会在进气门和燃烧室内产生积炭外，还会造成氧传感器和三元催化器中毒失效、．三元催化三元催化器堵塞以及EGR阀被沉积物阻塞卡滞等故障，造成发动机工作不正常，造成油耗增加、动力下降和尾气超标等问题。
传统的发动机定期保养仅限于润滑系统、进气系统以及燃油供给系统的基本养护，却无法满足现代发动机润滑系统、进气系统、燃油供给系统和排气系统的全方位保养要求，特别是排放控制系统保养的要求。
因此车辆即使长期正常保养，也难以避免上述问题的产生。
三元催化器介绍
汽车排气污染物的危害
一氧化碳（CO）
血液中的血红素对CO有更高的亲和力，生成一氧化碳血红蛋白破坏了血液的 输氧能力，使人缺氧，严重时可导致休克和死亡。
碳氢化合物（HC）
损害人的呼吸道与中枢神经；是致癌物质；在阳光下与NOX进行化学反应生成
臭氧O3，刺激人的眼睛及咽喉 。
氮氧化物（NOX）
空气中若含有10-20ppm的NOX 刺激口腔和鼻道；含有50-300ppm则可引起头
三元催化转换器介绍
Hunan Vast Automotive Co.ltd
催化转化器也叫催化器、净化 器、汽车尾气净化器，是完成 汽车尾气催化反应的装置。
三元催化器将汽车排气系统中的 有害物质碳氢化合物、一氧化碳 和氮氧化物转化为水蒸气、二氧 化碳和氮气。
1.
Hunan Vast Automotive Co.ltd
7.
Hunan Vast Automotive Co.ltd
8.
黄标改绿标的现行方案介绍
Hunan Vast Automotive Co,ltd
黄标车定义
黄标车是高污染排放车辆的简称，是连国Ⅰ排放标准都未达 到的汽油车，或排放达不到国Ⅲ的柴油车，因其贴的是黄色环保
标志，因此称为黄标车。
粗略的区分就是，国产车基本在1996年以前出厂的车辆，进 口车在1998年以前出厂的车辆属于黄标车，但是这些车辆有一部
12.
介绍完毕！
ＣＯ+ＮＯＸ＝ＣＯ2+Ｎ2
3.
Hunan Vast Automotive Co.ltd
三元催化转化器基本构造
壳体
垫片
三元催化转化器 主要由壳体、垫片 和涂敷催化剂的载 体构成
涂敷催化剂的载体
净化器载体在汽车尾气处理中的研究进展
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ
ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｅ ｈａ ｘ ｕ ｓ ｔ ，ｃ ｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ，ｍｅ ｔ ａ １ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ，ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ
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《 ２ ０ １ ２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
是造 成灰 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。汽车尾 气净化 器是控 制汽车 污 染的重要 手段 ， 作为净化 器重要组成部分 的汽车尾 气净化 器用载体 因此成为Ａ． ４ １ ］ 研 究的热点之 一 。主要介 绍 了现 阶 段 国内外在汽车尾气净化载体方面的研 究现状及技术发展情况 。
・
８ Ｏ ・
材料 导报 Ａ： 综述 篇
２ ０ １ ４年 ２月（ 上） 第２ ８卷 第 ２期
净化 器载 体 在 汽 车尾气 处理 中的研 究 进展
支 浩， 汤慧萍 ， 马 军 ， 王建 忠， 敖庆波
（ 西北有 色金属研究 院 ， 金属多孔材料 国家重点实验室 ， 西安 ７ １ ０ ０ １ ６ ） 摘要 机动车污染 已成为我 国空气污染的重要 来源 ，
大 国。 监 测 显示 ， ２ ０ １ １ 年全 国机动 车 排放 污 染 物４ ６ ０ ７ ． ９ 万ｔ ，
体和催化剂 ３ 部分组成 ， 载体的性能直接影响着催化剂的活
性和净 化效 果 ， 因此 载体对 整个 催化 净 化器 的 高效 发 挥起 着 重要 的作用 。本 文 主要 介 绍 了现 阶段 国 内外 在 汽 车尾 气 净 化载体 方 面的研 究现状 及技 术发 展情况 。
蜂窝陶瓷
蜂窝陶瓷蜂窝陶瓷是一种多孔性的工业用陶瓷，其内部是许多贯通的蜂窝形状的平行通道，这些蜂窝体单元由格子状的簿的间壁分割而成。
其材质目前主要有堇青石2MgO.2AL2O3.5SiO2)，钛酸铝（AL2TiO5），莫来石（3AL2O3.2SiO2)，刚玉（AL2O3）及复合型等，与一般陶瓷相比，具有低热膨胀性、耐热冲击、比表面积大、耐腐蚀等特性。
孔密度最高可达800孔/平方英寸。
汽车行业使用堇青石蜂窝陶瓷作载体，由于其比表面积大，可以负载足够的贵金属等催化活性组分，从而组成汽油、柴油汽车、载重运输车的尾气净化装置，使通过的汽车废气一氧化碳（CO)、碳氢化合物（HC），氮氧化合物（NOX）得以净化后排出。
火力发电厂燃煤锅炉的烟气去除NOX净化系统，国外的大量垃圾焚烧有害气体净化系统、化学工业和采矿业的有毒气体净化处理也普遍使用蜂窝陶瓷作为载体。
冶金行业蓄热式燃烧器目前正大力推广使用蜂窝陶瓷作为蓄热体，利用其表面积大、热阻小、导热性能好、耐热冲击，实现真正意义上的频繁快速蓄热换热、降低污染气体排放的目的。
另外，在特种钢材金属液的过滤等方面也有很大的使用价值。
化学工业和石油工业传质和分离工程领域使用蜂窝陶瓷规整填料，比目前该行业普遍使用的波纹填料在改善流体均匀分布，提高分离效率及解决放大效应，降低填料层阻力及持液量以提高生产效率等方面更为有效。
燃气灶具等采用较簿的蜂窝陶瓷片覆盖火口上方，能使热量均衡分布，提高节能效果。
高铝陶瓷过滤片高铝质蜂窝陶瓷载体即高铝陶瓷过滤片是为适应欧、美、英等发达国家石油化工脱硫催化剂用的需求而开发的。
使用这种新型载体浸渍催化剂后，可以提高脱硫效率，促使气硫分布均匀而降低气阻等效果。
使用高温煅烧成的大颗粒坚硬团聚状氧化铝作为载体的主体原料，载体中氧化铝含量达90%以上，并使用螺旋式搅拌磨和闭环粉磨工艺加工，使a-Al2O3颗粒呈球状，且粒度分布集中，很好地满足了高气孔率和优势孔径孔隙分布集中的要求，提出了微孔陶瓷载体显微结构目标模型，解决了无机材料高气孔率和高机械强度不可兼得的难题。
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。
汽车尾气处理技术
▪ 此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，
阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜 炎，甚至造成角膜损伤。
6
一氧化碳
▪ 一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气
快250倍。
▪ 一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲
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⑶选用恰当的润滑添加剂－机械摩擦改 进剂。
在机油中添加一定量（比例为３％－５％） 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂， 加入到引擎的机油箱中，可节约发动机燃油５％ 左右。此外，采用上述固体润滑剂可使汽车发动 机汽缸密封性能大大改善，汽缸压力增加，燃烧 完全。尾气排放中，ＣＯ和碳氢含量随之下降， 可减轻对大气环境的污染。
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尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活 的环境产生深远影响。
尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到
一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水 源酸化，影响农作物和森林的生长。近100年来，气候 变暖已成为人类的一大祸患。冰川融化、水位上涨、 厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对人类的生存带来了
严峻的挑战。而二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸
首。
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汽车尾气的净化处理技术
▪ 由于汽车运行严重的分散性和流动性，因而也
给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在 机内净化技术外，还要大力开发机外净化处理 技术。
▪ 这应从两个方面入手：
一是控制技术，主要是提高燃油的燃烧率，安 装防污染处理设备和采取开发新型发动机；
现在广泛使用的尾气催化净化器就是一种 机外净化手段，它是利用催化剂降低尾气净化 过程中的气相反应活化能，以提高反应动力学 速度。但是，由于机动车排气温度和空燃比匹 配对三元催化剂的催化特性有很大影响，因此 其净化效果并不理想。
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X收稿日期:2008-07-12基金项目:重庆市科技攻关重大项目(CSTC,2005AA3012-1).作者简介:孙键(1968)),男,湖北武汉人,工程师,主要从事汽车检测研究.汽车尾气净化器载体及涂层的结构形貌X孙 键1,3,赵玮霖2,张叶成2,张毓栋4,马鸣图5(1.武汉理工大学,武汉 430070; 2.重庆工学院材料科学与工程学院,重庆 400050;3.重庆机电职业技术学院,重庆 400023; 4.柳州汽车配件三厂,广西柳州 545006;5.重庆汽车研究所,重庆 400039)摘要:介绍了汽车尾气净化器的组成及功能,结合汽车尾气净化器的工作机理,通过扫描电子显微镜-能谱仪对蜂窝型汽车尾气净化器载体和表面涂层的结构与形貌进行了综合分析.实际测试证明:自主研发的汽车、摩托车尾气净化器可以满足现行的国家尾气排放标准.关 键 词:汽车;尾气净化;蜂窝载体;涂层中图分类号:U473;TQ426 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2008)08-0011-03Structural Images of Catalytic Support and Coatingfor Automobile Exhaust Gas Purifying SystemSUN Jian 1,3,Z HAO We-i lin 2,Z HANG Ye -cheng 2,ZHANG Yu -dong 4,MA Ming -tu 5(1.Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070,China; 2.College of Material Science and Engineering,Chongqing Insti tute of Technology,Chongqing 400050,China; 3.Chongqing Electromechanical Vocational College,Chongqing 400023,China;4.Liuzhou No.3Auto Parts Factory,Liuzhou 545006,China;5.Chongqing Research Institute of Automobile,Chongqin g 400039,China)Abstract:The composition and function of automobile exhaust gas purifying syste m is introduced.The m-i crostructure and morphology of honeycomb Carrier and coating is analyzed with SEM -EDS according to the action mechanism of automobile exhaust gas purifying system.Tests demonstrate that autonomous re -searched purifying systems for automobile and motorcycle can meet national standard for emission.Key words:automobile;emission purification;honeyc omb carrier;coating 汽车尾气的排放已成为我国许多大中型城市大气污染的一项重要形式.地球变暖所引起的一系列温室效应,以及臭氧层破坏形成的全球性环境问题正威胁着人类的生存空间.与此同时,全世界环境保护和资源保护意识不断增强,特别是对大气污染和水质污染的排放指标控制越来越严格,因而治理汽车尾气污染问题就显得尤为重要.目前,国内外主要采用蜂窝型汽车尾气净化器降第22卷 第8期Vol.22 No.8重庆工学院学报(自然科学)Journal of Chongqing Institute of Technology(Natural Science)2008年8月Aug.2008低尾气污染物的排放,其核心技术是催化床,一般包括3个部分:载体、高比表面涂层、催化剂.催化剂在治理汽车尾气中起到质的作用,因而催化剂载体性质对净化器有着重要的影响.目前我国相关科研单位和厂家在催化剂载体的选择问题上尚未得出统一的结论[1-6].本研究以本课题组自主研发的汽车、摩托车蜂窝型陶瓷载体净化器为例,从其载体和涂层的结构和形貌的角度对该净化器进行了系统的分析和讨论.1 汽车尾气净化器的特点和工作原理汽车运行时要经过启动、加速、匀速、减速等一系列工作过程,各个阶段的尾气污染状况都不相同,因此汽车尾气净化器的工作环境十分复杂.所以催化剂载体应具备很高的热稳定性、机械强度、很低的热容量,且载体材质不含有任何可使催化剂中毒的物质,并具有适宜的物理性能[1].涂层应与基体的热膨胀系数相接近并能促进催化剂的催化作用,涂层的比表面积高且具有好的热稳定性.汽车尾气净化器主要是由载体表面的催化剂材料对汽车发动机排出废气中的污染物进行化学转化处理.催化剂是一种加速化学反应、且在反应前后自身不被消耗的物质.汽车尾气中的有害气体主要是C O,HC 和NO x .催化剂的作用就是将CO,HC 和NO x 转化为CO 2,H 2O 和N 2,实现汽车尾气低污染和无污染排放.现以蜂窝型载体为例,其作用原理如图1所示.图1 汽车尾气净化原理2 陶瓷蜂窝型载体最初用于汽车催化剂载体的材料为Al 2O 3颗粒,但由于其有强度低、易破碎、阻力大、影响汽车发动机的动力性能等缺点而逐渐被蜂窝状催化剂载体所取代[7].图2为本课题组自主研发的蜂窝型尾气净化器.该蜂窝载体的网格形状比较均匀,网格的平均长度约为1.6mm,其孔板壁厚(已附有涂层)150~200L m,均已达到相关蜂窝载体的性能指标(孔数/inch 2:200;壁厚/mm:0.3[1]).之后所发展起来的金属合金蜂窝载体虽然在一定程度上弥补了陶瓷蜂窝载体的机械强度低、热容量小等缺点,但由于金属合金蜂窝载体生产成本较高,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,因而尚未得到广泛的应用.表1[4]对比了400孔/inch 2的陶瓷载体和金属载体的一些特点.图2 蜂窝型催化剂载体实物表1 陶瓷和金属载体的对比载体种类陶瓷金属材料董青石铁素体耐热不锈钢孔板厚度/L m 17050比热/(kJ/kg #k)1.00.5热传导率/(W/m #K)114前部开口率/%7590几何学表面积/m 22.7@10-53.2@10-3目前在汽车尾气净化器中应用较为广泛的载体材料是董青石,其原因是:¹价格便宜;º原材12重庆工学院学报料易于取得;»生产工艺简单易行;¼性能基本满足使用需要[2].蜂窝陶瓷目前发展的趋势是降低膨胀系数和提高单位面积的孔数.由于汽车尾气净化时,载体存在着较大的热畸变,因此要求陶瓷膨胀系数尽量小,以使长期使用过程中陶瓷载体不开裂.董青石是在MgO-Al 2O 3-SiO 2体系中高温合成的,最终的组成为2MgO #2Al 2O 3#5SiO 2,其焙烧温度为1400~1420e[3].为了有效的提高催化效果,必须在载体上涂覆一层比表面积大的涂层材料,以分散和稳定催化活性组分,扩大催化活性组分的有效催化面积.目前氧化铝涂层浆液的制备方法主要有3种:¹以硝酸铝或氯化铝为原料,采用溶胶一凝胶法制备铝溶胶;º以活性氧化铝粉体为原料制备涂层浆液;»以拟薄水铝石为原料制备铝溶胶,然后在载体上涂覆以形成氧化铝涂层的溶胶)凝胶方法.因活性氧化铝粉体容易加工,价格相对便宜,为此本研究中采用第2种方法在载体内部涂覆高比表面积的C -Al 2O 3涂层.图3为涂有C -Al 2O 3涂层的董青石表面的微观形貌.由图3可以看出,该涂层具有多颗粒、多孔隙、比表面积大的特点.众所周知,处于固体表面上的原子与固体内部的原子不同,内部原子所受的力是对称的,但表面原子在垂直于表面方向的力并未饱和,而处在力的不平衡状态.这种不平衡力场与气体或液体分子产生的力场相互作用就会产生吸引力.另一方面,由于表面原子所受合力的方向是向着团体内部的,如果将内部原子迁移到表面,就需要克服吸力做功,这种功就将转化成固体本身的能量.由此可见,表面原子的能量比内部原子的能量大.将单位质量的固体分散得越细,其表面积越大,表面能也就越大.因此,这种表面原子的不饱和性和表面能的存在,能使固体表面产生吸附现象.如果外来分子被吸附在固体表面上,则表面分子所受来自内部分子一侧的引力就会部分被抵消,这样,吸附外来分子时就降低了表面能.因而大的比表面积可以使贵金属活性组分充分填充在表面的空隙中,以长期充分发挥催化剂的作用,从而可以大大提高净化器的工作效率和使用年限.图3 涂层表面形貌3 催化剂在汽车催化剂开发的初始阶段,曾对除贵金属以外的5000种元素、化合物进行筛选,但是能够满足净化性能与耐久性能的材料只有贵金属[4],特别是三元催化剂中以铂与铑相结合的催化剂具有优异的性能.目前使用较为广泛的是以贵金属(Pt 、Rh 、Pd)为活性组分,与稳定剂和辅助催化剂(一般使用Ce O 2)一起通过浸渍,分散在高比表面积的C -Al 2O 3涂层中.净化器中的金属Rh 是还原反应的催化剂,主要是分解排气中的NO X ,促使其转化成无害的N 2和O 2;Pt 则是氧化反应的催化剂,利用还原反应生成的及周边气氛中含有的O 2去进一步氧化排气中的HC 和C O.这样过氧化还原的综合作用减少了汽车尾气中有害气体的排放.对经过三效催化剂浸渍的蜂窝型载体涂层进行能谱分析(见图4),在随意选择的微小区域内含量较多的元素为O,Al,这正是载体和涂层的主要组成元素;Si 则是董青石的组成元素;催化剂元素Pd 、d 则证明了该涂层中已均匀吸附了催化剂.Ce 元素是本课题组为节约贵金属而添加的稀土元素.4 结论1)通过对某汽车尾气净化器的载体进行宏观及微观测量,得出该蜂窝型载体在形状、网格尺寸方面均达到使用标准.2)对涂层的微观形貌进行观察,说明该涂层具有多颗粒、多孔隙、比表面积大等优点.可以很均匀地吸附和储存催化剂,为达到理想的净化效果创造了条件.3)利用能谱仪对经过催化剂浸渍的涂层进行测试,发现了在催化剂中含有对尾(下转第177页)13孙 键,等:汽车尾气净化器载体及涂层的结构形貌7 结束语运用ANP 算法对高校图书馆评估模型求解,核心工作在于超矩阵构造及权重计算.具体的判断矩阵等求解过程非常浩大复杂,借助于Matlab7.0软件能够使计算程序化.本研究对于高校图书馆评估模型的ANP 算法作了具体分析和详细解答,其结果说明了ANP 方法在高校图书馆评估中的可行性与合理性.参考文献:[1] 袁国英.高校图书馆绩效评估指标体系及方法[J].图书馆学刊,2005(5):24-26.[2] 徐兴余.图书馆评估中的序数排列方法[J].图书馆理论与实践,2006(3):68,102.[3] 魏铁进.图书馆评估中的AHP 方法研究[J].中国图书馆学报.2002(4):86-89.[4] 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