三效催化剂资料
开题报告：三效催化剂的制备及研究
开题报告：三效催化剂的制备及研究一、背景化学催化是一种常用的工业技术，它利用催化剂降低反应活化能，提高反应速率和选择性。
三效催化剂是一种通过自由基反应制备的催化剂，具有催化活性高、选择性好和反应速率快等特点，被广泛应用于石油化工、有机合成和生物化学等领域。
目前，三效催化剂的制备和研究仍存在一些问题和挑战。
例如，催化剂的纯度、晶体结构、晶格畸变和催化剂与基底相互作用等方面都需要进一步探索和研究。
因此，本次研究旨在探究三效催化剂的制备方法和催化机理，为其在工业应用中的发展提供理论和实验基础。
二、研究方法本次研究将采用以下方法：1.纯化原料：采用柱层析法和溶剂结晶法，分离和纯化催化剂中的杂质和不纯物。
2.催化剂的制备：通过自由基反应制备三效催化剂，包括催化剂的合成、结构表征和表面性质分析等步骤。
3.催化性能测试：通过催化剂的活性测试、选择性测试和反应动力学研究，探究三效催化剂的催化性能及其与反应机理之间的关系。
三、预期结果通过对三效催化剂的制备和研究，预期可以得到以下结果：1.成功制备高纯度的三效催化剂，实现催化剂的结构和表面性质的控制。
2.探究三效催化剂的催化性能和反应机理，以及催化剂中的相关物理化学过程。
3.为三效催化剂在工业生产和科学研究中的应用提供理论和实验基础，促进其在相关领域的发展。
四、研究意义本次研究对于三效催化剂的制备和研究具有重要的意义和价值，具体如下：1.深入探究三效催化剂的催化机理和物理化学过程，为其在工业应用中的发展提供基础和支持。
2.提高催化剂的纯度和稳定性，长期促进相关领域的科学研究和产业发展。
3.开发出新型的三效催化剂，满足不同领域的应用需求，推动相关领域的技术进步和产业升级。
五、结论本次研究旨在探究三效催化剂的制备方法和催化机理，通过纯化原料、催化剂的制备和催化性能测试等步骤，实现对三效催化剂的结构控制和性能优化。
本次研究的预期结果和意义都具有重要的科学研究和工业应用价值，为相关领域的发展提供可靠的理论和实验基础。
三效催化剂
4 三效催化剂反应机理4.1 参与反应的物种和反应条件汽油车排气组成成份非常复杂，除和燃料和机油的品质有关外，还受发动机和整车的状况、运行工况及环境条件等因素影响。
除氧气O2和氮气N2外，目前已检测到的汽油车排气中的物种约有130多种，其中多数为碳氢化合物及其燃烧、热解的中间产物（丙烷、丙烯、甲醛、丙烯醛等）；另外还有水蒸气、氢气H2、CO、CO2、NO2、NO、N2O、SO2、SO3及磷P、铅Pb、锰Mn、钙Ca、锌Zn的化合物和硫酸盐等。
三效催化剂的目标反应物主要有丙烷C3H8、丙烯C3H6、CO和NO x等，三效催化目标反应物的浓度一般在10-9─10-6范围内，远小于障碍物N2（>80％）和CO2（>10%）的浓度。
这就要求三效催化剂具有很好的选择性，这也是三效催化剂区别于一般工业催化剂的主要特征之一。
图35对比了工业催化剂和三效催化剂的工作环境。
如图35所示，与工业催化剂相比，车用三效催化剂的工作温度范围在0 ℃以下(冬天冷启动)至1 000 ℃以上，且温度升、降速率很大(骤冷骤热)；空速在0~30000 h-1范围内变化；工作压力的变化范围也很大。
尤其是三效催化剂目标反应物的浓度一般在10-9~10-6范围内，而有碍物(指不参加反应的惰性组份、杂质及对催化剂有毒害作用的污染物等)浓度大多数在10%以上。
因此，相对而言三效催化剂的工作环境更为恶劣。
同时，受装车及实际使用条件所限，车用催化剂在使用空间、再生与更换等方面都不如工业催化剂。
所以对车用催化剂要求其具有更高的活性、更好的选择性、更强的抗中毒能力及更长的使用寿命。
从理论上说，图2所示的电喷闭环控制系统能精确控制排气气氛空燃比为14.63。
但实际上采用图2所示控制系统发动机排气气氛在14.63左右振荡，振荡的频率与幅度与电喷系统的性能有关。
如图36所示，电喷系统匹配较好的发动机空燃比变化幅度很小，排气气氛基本维持在理论空燃比附近。
三效催化
19
γ-Al O 涂 层
2 3
涂层（第二载体、多孔活性水洗涂层）：扩大催化剂载体 的比表面积（扩表）。 γ -Al 2 O 3 （不溶于水，但吸水性很强，有强吸附能力与催 化活性）：三效催化技术的第二载体，高比表面积，高温 水热稳定性。长期运行，会产生烧结（粉状物料转变为致 密体）现象和转晶（晶型转变）现象，使三效催化剂比表 面积和活性降低。 600 ℃时，按照γ - β - α顺序进行晶型 转变， 1000 ℃时完全转变成α -Al 2O 3（熔点高，硬度高， 不溶于酸碱耐腐蚀，绝缘性好）。
14
CO 与 NO 反 应
（1）吸附步骤：
（2）解离步骤： M-NO+M→M-N+M-O （3）表面重组和表面反应： M-N+M-N→N2(g)+2M M-N+M-NO→N2O(g)+2M M-N+NO(g)→N2O(g)+M M-O+CO(g)→CO2(g)+M M-N+CO(g)→M-NCO
CO+M→M-CO NO+M→M-NO
26
CeO -ZrO 固 溶 体
2 2
加入少量的Ce（0.1%～1.3%）到Al2O3中，可以增加CO在催 化剂上的活性。但加入过多或温度过高时效果则相反。在 1000℃左右的高温下，CeO2的热稳定性不如涂层中的氧化 铝，很容易发生高温烧结，加入ZrO2可显著提高其热稳定 性，又提高了其储氧能力。
变氧的吸附量，这种储氧能力随着升温至 1173K（约900℃） 而逐渐降低。
24
CeO 的 特 性
2
提高贵金属分散度：Pt与CeO2表面的作用强于Al2O3。
三效催化剂名词解释
三效催化剂名词解释
三效催化剂是一种用于汽车排放控制的催化剂，能够有效地降低汽车尾气中的有害物质含量。
三效催化剂是一种用于汽车排放控制的催化剂，主要作用是降低汽车尾气中的有害物质含量。
它能够将尾气中的二氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物转化为无害的二氧化碳、水和氮气，从而减少对环境的污染。
三效催化剂通常由贵金属钯、铂和铑等材料制成，是一种高效的催化剂。
它在汽车排气系统中安装，位于排气管内部，能够有效地降低汽车尾气中的有害物质含量。
- 1 -。
第一篇_汽油车用三效催化剂
第一篇汽油车用催化剂以汽油为燃料的、装用点燃式(Spark Ignition)发动机的车辆(汽油车)的主要排放污染物有3类：一氧化碳CO、碳氢化合物HC和氮氧化物NO x。
汽油车排放的碳氢化合物HC是一种混合物，包含数百种具有不同碳原子数的烷烃和烯烃，所以也称总碳氢化合物THC。
不同的发动机及同一发动机在不同行驶状态下排放的HC种类和数量变化较大，其主要组分为丙烯C3H6和丙烷C3H8。
汽车排放的氮氧化物包括一氧化氮NO和二氧化氮NO2等，主要组分为一氧化氮。
车用催化剂通过对HC和CO的催化氧化及对NO x的催化还原，达到催化净化这三种排放污染物的目的，而催化净化技术也是机动车排气污染机外净化的最常用的技术。
1 车用催化剂的发展车用催化剂已经历了约30年的发展，是催化领域，尤其是异相催化领域开发最为成功的一类催化剂。
而实际上车用催化剂的发展是与各国排放法规的发展紧密对应的，日趋严格的排放法规是推动车用催化剂发展的最直接原因。
20世纪中期美国加州洛杉矶地区发生两起典型的、因汽车尾气污染所形成的光化学烟雾事件，导致严重伤亡事件。
此后，各国政府在投入大量的人力物力进行机动车排放污染防治的同时，纷纷立法对机动车污染物排放量进行严格控制。
1957年，美国加州颁布世界上第一部汽车排放限值标准，以此为起点，日本、美国及欧洲等相继出台全国性的排放法规，对机动车污染问题进行防治。
在这一段时期，各国的排放法规主要限制机动车一氧化碳CO 和碳氢化合物HC的排量。
相应，大多数有关车用催化剂的研究也主要集中于对CO和HC 的氧化净化，即对“二元”的氧化型车用催化剂的开发，车用氧化型催化剂得到了很好的发展。
最初的氧化型催化剂主要采用非贵金属铜Cu、铬Cr、钒V等作为活性组份，后来逐渐采用贵金属钯Pd和铂Pt作为活性组份，以解决非贵金属催化剂抗中毒能力弱、起燃特性差等问题。
当时仍采用工业催化剂用的颗粒状氧化铝球作为车用催化剂载体，而颗粒状填充床式催化剂的密度、热容和排气背压都很大而且容易粉化，用于车用催化剂存在很多难以克服的内在的缺陷，所以很快被淘汰出车用催化剂领域。
三元催化剂技术
威孚催化剂满足8万公里欧3/4标准
排放值
CO
2.3
1.5L车型8万公里实车排放数据
HC/NO
0.2
CO
0.18
HC
1.8
Nox
0.16
0.14
1.3
0.12
0.1
0.8
0.08
0.06
0.3
0.04
0.02
-0.2 0
1
2
3
4
5
6
7
8
90
万公里
欧3限值: CO 2.3, HC0 0.2,
800
900
1000
1100
1200
time
S.I.=0.12
综合排放：CO 0.92,
欧3限值: CO 2.3,
欧4限值:
1.0
HC0 0.078, HC0 0.2,
0.1
NOx:0.048 g/km NOx:0.15 g/km
0.08 g/km
1.5升发动机欧4催化剂开发设计
欧3系 统
方案-1
50000
60000
里程（公里）
70000
80000
90000
OBD系统开发目标包刮可监控性和误诊几率
转换指数
0.8
0.7
OBD点灯
0.6
0.5
0.4
8万公里排放
0.3
0.2
8万公里限值
OBD限值
0.1
0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
g/mile
0.02
0.015
0.01
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
汽油车用催化剂-三效催化剂的组成与结构
第一篇汽油车用催化剂--三效催化剂的组成与结构性能本部分内容，为本人早年整理的书稿内容的一部分。
因粘贴的原因，图片、表格和部分公式等内容没能粘上。
如有需要者，可直接联系我。
所述内容仅供参考。
2 三效催化剂的组成与结构性能三效催化剂的结构与组成如图3所示。
堇青石蜂窝陶瓷主要起骨架支撑作用。
但占催化剂总质量80%以上，所以蜂窝陶瓷的理化特性，如热容、吸水率等对催化剂的性能影响较大。
在三效催化剂表面发生的反应为气─固异相催化反应，催化剂比表面越大反应活性越大。
而蜂窝陶瓷本身比表面积较小，不能满足三效催化反应的要求。
为增加催化剂的比表面积，在蜂窝陶瓷表面涂上多孔的氧化铝(γ-Al2O3)，作为第二载体。
氧化铝涂层技术是车用催化剂的关键技术之一，氧化铝涂层的特性直接影响催化剂的活性和耐久性等。
对氧化铝性能的研究是车用催化剂研究的热点和难点所在。
车用催化剂的主要活性组分是贵金属铂Pt、铑Rh和钯Pd，贵金属的用量与配比及其原料和涂覆方式等都会对催化剂的活性产生很大影响。
除贵金属外，在车用催化剂中还加有多种功能各异的催化助剂，助剂的主要作用在于提高催化剂的活性及耐久性等。
目前对三效催化剂的研究有很多是集中在选择合适的助剂，以满足对催化剂不同的使用要求。
2.1 三效催化剂载体2.1.1 概述车用催化剂载体经历了由氧化球到堇青石基蜂窝陶瓷再到蜂窝金属载体的发展，后两者又统称整体式载体(也有称整装式载体)。
表1列出各类车用催化剂载体及其原料。
氧化球由于阻力大、背压高、易碎等缺点，在车用催化剂领域内已被淘汰。
堇青石基蜂窝陶瓷是目前应用最广的一类车用催化剂载体，是典型的车用催化剂载体。
金属蜂窝载体由波纹状特种耐热钢箔(如铁铬铝)经卷曲、压制、焊接而成的(如图4所示)。
由于采用金属钢箔作为原料，与陶瓷载体相比金属载体的壁厚要小得多、孔密度可以做得更大；再加上金属载体的热容小、抗热震能力强，所以金属载体比陶瓷载体具有更好的起燃特性，可用作前置式或紧耦合式催化剂，用于解决冷起动的排放问题。
一种降低thc排放的三效催化剂及其制备方法
文章标题：一种降低THC排放的三效催化剂及其制备方法在当前社会环保意识不断提高的背景下，对于汽车尾气中的有害气体排放日益受到重视。
其中，THC（Total Hydrocarbon，总烃）是一种重要的大气污染物，其高浓度排放对环境和人体健康都会造成不良影响。
研发一种能够降低THC排放的三效催化剂成为了当前环保研究的热点之一。
本文将着重探讨一种降低THC排放的三效催化剂及其制备方法，并对其进行全面深入的评估和探讨。
1. 介绍在现代汽车尾气处理系统中，催化转化器被广泛应用于降低有害气体的排放。
其中，三效催化系统被认为是一种效果较好的排气净化技术，具有对CO、NOx和THC等多种有害气体进行高效转化的特点。
针对THC的排放控制，一种高效的三效催化剂显得尤为关键。
本文将从其制备方法、催化性能和环境效应等方面进行全面分析。
2. 三效催化剂的制备方法针对降低THC排放的需求，研究人员提出了多种三效催化剂的制备方法，包括物理混合法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法等。
其中，溶胶-凝胶法因其制备过程可控性强、合成条件温和等优点而备受关注。
通过该方法可以制备出具有高比表面积和较好分散性的催化剂，从而提高其催化性能和稳定性。
3. 催化性能评价对于三效催化剂的催化性能评价是一个复杂的过程，通常需要考虑其对THC的转化效率、稳定性以及耐久性等方面的指标。
实验结果表明，采用溶胶-凝胶法制备的三效催化剂在低温下即可实现对THC的高效转化，且具有较好的耐久性，可长期稳定工作。
这为控制汽车尾气中THC排放提供了一种有效的途径。
4. 环境效应通过使用这种降低THC排放的三效催化剂，汽车尾气中THC的排放量将显著降低，从而减少大气污染物对环境的影响。
这不仅有利于改善城市空气质量，减少光化学烟雾和臭氧的生成，还能有效保护生态环境，降低人体对有害气体的暴露。
总结一种降低THC排放的三效催化剂及其制备方法具有明显的环保效益和应用价值。
当前，对于这种催化剂的研究仍在不断深入，未来可以进一步优化其合成工艺和催化性能，使其在汽车尾气处理领域发挥更大的作用。
用于稀燃发动机的新概念三效催化剂：NOx存储还原催化剂
实验结果与讨论
在化学当量条件下，进口气体不含有含氮化合物 时，却在出口气体中检测到N2。这些结果表明， 在氧化条件下氮氧化物存储在该催化剂上，当在 化学当量的和还原条件下，所存储的NOx被还原 为N2。
图1 NSR催化剂的NOx净化的行为.（- - - - - ）为进气，（——）为出气，入口气体 每120秒交替处在还原和氧化条件下。催化剂：Pt／Ba／ AI2O3，温度：573 K ,气 体组成: (a)为还原条件，（b)为氧化条件。
1、绪论
• 减少汽车CO2的排放对于防止温室效应具有很重 要的作用。汽油燃料的稀燃发动机是提高客车燃 料效率的关键技术之一。然而，在使用传统的三 效催化剂时，排放的NOx在氧化条件下不能被净 化，致使稀燃操作条件收到限制。即，当稀燃发 动机在稀燃条件下运行时，NOx的排放量会增多。 如果可以用一个新的催化剂净化NOx，稀燃工作 条件范围可以加宽，燃料效率也可以提高。
图2 模拟气体长时在氧化条件下NSR催化剂的NOx净化的行为。 （- - - - - ）为进气， （——）为出气。催化剂：Pt／Ba／ AI2O3，温度：573 K ,气体组成: (a)为还原条件， （b)为氧化条件。
实验结果与讨论
NOx的存储机理
图4显示在模拟气体中NOx储存量与O2浓度的关系函数。没 有O2时NOx储存量很低，当O2浓度增加时NOx储存量也迅 速增加，当O2浓度超过1%时最终达到一个恒定值。从这些 结果可以推测NOx作为一种氧化态储存在催化剂上。存储 的NOx种类利用漫反射红外光谱测定 （图 5）。从吸收峰 在约1350 cm-1处看，所存储的NOx种类应该为硝酸根离子 。其中饱和存储量中NO2与Ba摩尔比约为2。这个结果表明 ， NOx与Ba2+结合形成Ba（NO3）2。每种NOx存储化合 物电负性和NOx存储量之间的关系如图6所示。NOx储存化 合物的碱度越强，NOx存储量就越大。 NOx储存化合物的 碱度越强，形成的硝酸盐就更稳定。结果表明， NOx在贵 金属上被氧化并最终形成硝酸盐存储在NOx储存化合物上
三效催化剂资料
对稀燃条件下汽车尾气催化净化是有关汽车排污控制的世界性难题。
由于发动机在稀燃条件下工作时，空燃比远大于理论值，燃烧充分，提高燃油经济性，其排放的污染物中CO和HC的含量大幅度下降，但富氧使得尾气中O2及NOx含量较高。
目前的铂族金属三效催化剂不适用氧过量条件下的尾气净化，在富氧下NOx还原性能大幅度降低，因而研究稀燃（富氧）条件下的催化净化技术成为控制汽车尾气污染排放的关键技术之一。
并且稀燃条件下的催化净化技术对柴油车、压缩天然气和液化石油气车的尾气排放控制也可提供相应的技术平台。
目前，世界各国均是以铂族金属(铂、钯、铑等)或铂族金属与稀土为活性组份，其中铂族金属用量1.5克～2.5克/升。
全球每年在汽车催化剂上耗用铂、钯、铑152.1吨，占总消耗量的58.9%。
为降低催化剂生产成本，部分取代或全部取代铂族金属的三效催化剂成为近年来研究发展趋势。
近年来，我国以研究、开发低含量铂族金属稀土基三效催化剂为主，工作集中在尽量降低铂族金属含量上，目前铂族金属含量已降至1g/L左右。
但由于我国铂族金属资源非常短缺，每年都需花费大量的外汇进口铂族金属；并且近年来国际市场铂族金属价格上涨迅猛，因此研究进一步降低铂族金属用量和以稀土为主，添加其它贱金属氧化物制成非铂族金属汽车尾气净化催化剂已成为当今世界各国研究的重要方向之一。
针对国内燃油稀燃条件和汽车尾气排放的特点，研制开发具有自主知识产权的非铂族金属汽车尾气净化催化剂及配套技术，主要分为以下6个方面：1）纳米稀土基复合催化剂活性组分和助剂的制备技术汽车尾气净化催化剂的制备关键技术一是配方，二是工艺。
近年来在非铂族金属催化剂上最终确定了几种较为成熟的、三效催化性能较好的催化剂配方。
如Ag系列、Au系列催化剂等，这几种催化剂已显示出良好的开发应用前景。
同时为给催化剂提供良好的催化环境，并提高催化剂的高温稳定性与使用寿命，我们现已将纳米粉体制备技术等先进技术用于制备活性组分与涂层助剂，由于纳米粉体的尺寸效应，使得催化剂、活性涂层助剂组分更容易达到均质、稳定。
机理(三效)
N2O(g)→N2O(a) (I1)
并且他们认为在高分散的催化剂上 N2 的生成按(R4)(R5)及(I1)(I2)来进行, 因为这时高度分散的 Rh 颗粒不能再使 NO 迅速分解。 综上所述,在三效催化剂对 CO+NO 的催化反应中,Pt 和 Pd 对 CO 的催化氧化 应起主要作用,而 Rh 对 NO 的解离(NO 还原的关键步骤)有很好的活化作用。氧原 子的存在可能会影响覆盖度并进而对 CO 的吸附与氧化及 NO 的吸附和解离有影响。 大量的实验事实表明 L-H 反应机理和实验事实相符。(陈秀敏版)
(陈秀敏版，接上面反应方程式)TPD 研究表明解离态吸附的氧较难脱附,只 有在催化剂温度高于氮气生成的温度时氧原子才能生成分子氧脱附。 氮气的生成 则被认为是通过两个反应途径: 低温下: 高温下: NO(a)+N(a)→N2+O(a)+S 2N(a)→N2+2S
Bell（Hecker W C,Bell AT.J.Catalysis,1983,84:200～215.）的工作表明 气相的 NO 和吸附态的 NO 的交换速度快于 NO 的还原速度。 CO 一经生成会立即脱附，N2 一经生成会立也即脱附 Kortluke（Kortluke O,von Niessen W.J.Chem.Phys,1996,105(11):4764～ 4774.）提出一种 L-H 型反应机理: 吸附与脱附步骤: CO(g)↔ CO(a) (A1) (D1) (R1) 2NO(a)→N2(g)+2O(a) (R4) 2NO(a)→N2O(a)+O(a) NO(g)↔ NO(a) (A2)
通常认为 NO 在催化剂表面的离解是 NO 还原反应的第一步骤。这一步骤在 Rh 上较 Pt 和 Pd 上进行的更容易，这就是为什么 Rh 在 NO 的催化还原反应 中起重要作用的原因。 使尾气催化剂交替处在贫氧和富氧的状态。为了使催化剂在贫氧状态下更好 的氧化 HC 和 CO，以及在富氧状态下更好的还原 NOX，常借助于催化剂涂层中 的氧化铈改善在此尾气条件下的氧化－还原反应，起到吸氧和释放氧的作用。
浅谈三效催化剂的组成
浅谈三效催化剂的组成作者：许飞飞来源：《科学导报·学术》2019年第35期摘 ;要：汽车尾气给人类的生存发展造成了严重的威胁。
目前，三元催化净化器是处理汽车尾气污染的有效手段之一，其利用催化剂来促进尾气中一氧化碳CO、碳氢化合物HC、与氮氧化物NOx等有害物质的转化。
本文概述了汽车尾气的有害成分，介绍了三效催化剂的活性组分、助剂与载体等各种相关材料的性能。
关键词：三效催化剂;载体;助剂;活性组分前言汽车保有随着经济的高速发展，21世纪的今天，汽车是人类不可缺少的交通工具，其量的增长速度也是如此之快。
但由于燃料不完全燃烧，汽车排放废气中含有大量的CO、CH、NOx和SO2等污染物，不仅给生态环境造成了严重的破坏，也给人类自身带来不可估量的危害。
为降低汽车尾气的不利影响，世界各国对尾气中氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等有害气体的排放限制日趋严格。
为了消除汽车尾气的危害，达到日益严格的排放标准，国内外科技工作者对汽车尾气治理进行了大量的研究。
总的来说汽车尾气排放的处理方法有两种，一种是改进汽车内燃机结构和燃烧状况，另一种是对排放废气进行后处理净化。
对于改进内燃机结构和燃烧状况科研人员作了很多工作，如：改进供油系统、点火系统以及燃烧模式，用电子方式控制汽油喷射，把甲醇和天然气作为替代燃料等;对排气后处理采用空气喷射、氧化型反应器和三效催化反应器等方法。
早在70年代欧美等国家就大量采用催化反应器来控制汽车尾气的排放。
起初使用的催化剂主要是针对CO和HC的氧化型催化剂，对NOx则采用机内控制、廢气再循环、推迟点火提前角等办法来处理。
随后更严格的排放法规要求催化剂不仅能氧化CO和HC，同时也能还原NOx。
早期曾使用还原型催化剂与氧化型催化剂串联，补给二次空气的方法来处理尾气。
先还原 NOx再在富氧环境下氧化CO和HC，这种方法在还原阶段容易生成氨气，氧化阶段氨气会被氧化成NOx等副产品，不能达到令人满意的处理效果。
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对稀燃条件下汽车尾气催化净化是有关汽车排污控制的世界性难题。
由于发动机在稀燃条件下工作时，空燃比远大于理论值，燃烧充分，提高燃油经济性，其排放的污染物中CO和HC的含量大幅度下降，但富氧使得尾气中O2及NOx含量较高。
目前的铂族金属三效催化剂不适用氧过量条件下的尾气净化，在富氧下NOx还原性能大幅度降低，因而研究稀燃（富氧）条件下的催化净化技术成为控制汽车尾气污染排放的关键技术之一。
并且稀燃条件下的催化净化技术对柴油车、压缩天然气和液化石油气车的尾气排放控制也可提供相应的技术平台。
目前，世界各国均是以铂族金属(铂、钯、铑等)或铂族金属与稀土为活性组份，其中铂族金属用量1.5克～2.5克/升。
全球每年在汽车催化剂上耗用铂、钯、铑152.1吨，占总消耗量的58.9%。
为降低催化剂生产成本，部分取代或全部取代铂族金属的三效催化剂成为近年来研究发展趋势。
近年来，我国以研究、开发低含量铂族金属稀土基三效催化剂为主，工作集中在尽量降低铂族金属含量上，目前铂族金属含量已降至1g/L左右。
但由于我国铂族金属资源非常短缺，每年都需花费大量的外汇进口铂族金属；并且近年来国际市场铂族金属价格上涨迅猛，因此研究进一步降低铂族金属用量和以稀土为主，添加其它贱金属氧化物制成非铂族金属汽车尾气净化催化剂已成为当今世界各国研究的重要方向之一。
针对国内燃油稀燃条件和汽车尾气排放的特点，研制开发具有自主知识产权的非铂族金属汽车尾气净化催化剂及配套技术，主要分为以下6个方面：
1）纳米稀土基复合催化剂活性组分和助剂的制备技术
汽车尾气净化催化剂的制备关键技术一是配方，二是工艺。
近年来在非铂族金属催化剂上最终确定了几种较为成熟的、三效催化性能较好的催化剂配方。
如Ag系列、Au系列催化剂等，这几种催化剂已显示出良好的开发应用前景。
同时为给催化剂提供良好的催化环境，并提高催化剂的高温稳定性与使用寿命，我们现已将纳米粉体制备技术等先进技术用于制备活性组分与涂层助剂，由于纳米粉体的尺寸效应，使得催化剂、活性涂层助剂组分更容易达到均质、稳定。
其中对活性涂层中应用广泛的Ce-Zr 粉体的研究较为深入。
我们对包括Ce-Zr在内的二元和二元以上的复合稀土纳米?br /> 劢 辛硕嗄甑难芯浚 丫 圆 返拇慷取⒕ 唷⒘６取⒈缺砻婊 确矫婺芙 醒细竦目刂疲 ⒕哂幸欢ǖ牟 倒婺！Ｋ 没钚酝坎鉉e-Zr粉体高温老化后比表面仍保持25m2/g以上，对催化剂的催化能力与高温稳定性起到了很大促进作用。
但仍需对复合纳米粉的修饰与稳定性进行更深入的研究，进一步提高其储氧能力与高温老化后的比表面积。
2）催化剂的活性涂层涂覆工艺
涂层的涂覆工艺对涂层材料的热稳定性和抗热冲击能力有直接的影响，最终影响到催化剂的稳定性和使用寿命。
通过对涂层的多种涂覆方法进行考察后，建立了独特的真空多层渐变涂覆技术和热处理工艺，增加催化剂体系的热稳定性和抗热冲击的能力，延长催化剂的使用寿命。
使涂层与蜂窝载体之间的结合更为紧密，大幅度提高了涂层的热稳定性和抗热冲击能力。
按此方法制备的催化剂经高温老化试验后仍保持较高的活性，显示了良好的应用前景。
3）催化剂热稳定性及抗中毒能力等各种性能评价
主要针对国内燃油中苯系物、不饱和烯烃和硫含量相对较高的特点，提高催化剂抗中毒能力，延长使
用寿命。
在对催化剂进行评价时，引入苯系物、烯烃以及SO2，发现制得的非铂族金属催化剂具有较好的适应性和抗中毒能力。
4） NOx在富氧条件下消除的研究
针对稀燃条件下尾气排放中NOx含量高，CO、HC含量低的特点，重点解决NOx在富氧条件下的消除。
在研究中发现NOx在表面吸附而形成的过渡态化合物除部分分解外，还可增加催化剂对CO、HC的氧化能力，利用具有特定组成和结构的稀土基复合体系，通过吸附、热分解和选择性还原达到对NOx的消除。
5）冷启动时排污控制的研究
根据欧洲标准测试，冷启动前200秒排放的CO和HC可占总排放量的60～80%。
因此应尽可能提高催化剂的活性，降低起燃温度，有效解决冷启动排污。
为了彻底摆脱铂族金属，利用过渡金属离子选择性部分替代稀土基ABO3复合体系得到非铂族金属稀土基催化剂，提高了催化剂的活性，降低起燃温度，解决在冷启动时汽车排污严重的问题。
并使在高温下CO、HC的氧化速率与NOx的还原速率相匹配。
但该催化剂高温稳定性尚需进一步提高与完善。
6）在高温、大空速条件下对催化剂中稀土与其他组分的协同效应机理、反应机理及催化反应动力学进行研究，加深对反应的理解，利用计算机技术建立合适的模型，为进一步设计和制备性能更为优异的催化剂奠定基础。
非铂族尾气净化催化剂或者低铂族贵金属含量催化剂的研究开发，可以为打破国外技术与产品垄断，提高我国尾气净化器的市场竞争力创造有利的前提条件。
可以有效地将我国的稀土资源优势转化为技术优势和经济优势，开拓新的经济增长点，带动高新技术产业群的发展，提升我国在国际上的竞争力，具有十分重要的战略意义。