环境保护催化与环境友好催化技术

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1、第五章环境保护催化与环境友好催化技术5.1环境经济的提出和环境友好概念的产生5.2空气污染治理的催化技术5.3工业废液的催化净化技术5.4大气层保护与催化技术5.5环境友好的催化技术（自学、作业-上网查找环境友好催化技术的案例）5.6光催化在环境科学中的应用第五章环境催化第五章环境催化现代大都市的空气污染会不会再造成伦敦烟雾事件？第五章环境催化石油污染最严重的地区-----墨西哥湾第五章环境催化酸雨使我国大量的林木被毁第五章环境催化臭氧层是唯一保护地球生命不受紫外线强烈伤害的屏障第五章环境催化环境催

2、化：指用于减少环境不容物排放的催化技术环境催化的特点：涉及的范围更广推广到整个工业生产和日常生活领域中的污染治理反应条件苛刻第五章环境催化环境催化的研究内容：对污染的治理将污染物转化成无害物质，或回收加以利用；在生产过程或化学反应过程中减少污染的排放，直至无污染排放；用新的原料、催化剂取代对环境有害的物质或开辟新的副产物少、选择性高的催化反应路径。第五章环境催化5.2空气污染治理的催化技术影响大气环境主要污染物：COx、NOx、SOx、VOCs（挥发性有机物）、微粒尘埃等。第五章环境催化发电厂、水泥厂、

3、工业锅炉、废弃物焚烧炉等烟囱排放的污染物机动车尾气排放的污染物动态源静态源污染物产生源头：第五章环境催化5.2.1动态源的净化处理和三效催化剂1、汽车尾气的主要污染物一氧化碳（ＣＯ）碳氢化合物（ＨＣ）氮氧化物（ＮＯx）硫氧化物（ＳＯx）颗粒物（铅化合物、黑烟、油雾等）臭气（甲醛、丙烯醛等）第五章环境催化2、三效催化剂TWC（ThreeWayConversionCatalyst)三效催化剂：以Pt-Pd-Rh为主催化剂，能同时有效地对ＣＯ、ＨＣ和ＮＯX进行催化转化。第五章环境催化对车用三效催化剂的主要要求

4、起燃温度低，有利于降低汽车冷启动时的排气污染物排放有较高的储氧能力，以补偿过量空气系数的波动耐高温，不易热老化对杂质不敏感，不易中毒极少产生H2S、NH3等物质价格合适三效催化剂尾气净化原理第五章环境催化NOx的还原，以NO为例:NO+CO＝1/2N2+CO2NO+H2＝1/2N2+H2ORh对N2的生成有良好的活性和选择性，是催化剂的主要部分。三效催化剂上发生的化学反应第五章环境催化CO和HC的氧化其他反应CO+1/2O2＝CO24HC+5O2＝4CO2+2H2OPt，Pd是除去CO,HC的有效金属组

5、分。2HC+4H2O＝2CO2+H2CO+H2O＝CO2+H2汽车尾气净化主要发生了氧化-还原反应。三效催化转化器能同时降低3种排气污染物，只有在空燃比等于14.6时才能达到最优化。因为NOx的还原需要H2、CO和HC等作为还原剂。第五章环境催化三效催化剂组成第一载体第二载体活性组分第五章环境催化（一）第一载体1、陶瓷材料（多孔堇青石）组成：2MgO·2Al2O3·5SiO2）特点：抗热冲击性能优越，具有很低的热膨胀系数。2、合金载体（不锈钢、Ni-Cr，Fe-Cr-Al）特点：机械强度大，传热快、抗

6、震性好、压降低、寿命长等。第五章环境催化（二）第二载体（涂层）----得到高的比表面积涂层材料须满足的条件：有较高的热稳定性增强涂层中某重要组分的热稳定性协助或改善某些催化组分的功能常用涂层材料：Al2O3、SiO2、MgO、CeO2、ZrO2、La2O3等第五章环境催化（三）贵金属活性组分目前普遍采用Pt、Rh、Pd贵金属作活性组分。Pt：能有效促进CO和HC的氧化催化Rh：主要催化NOX的还原Pd：主要用于催化CO和HC的转化第五章环境催化三效催化剂的性能影响因素及失活性能影响因素：载体选择及设计、

7、基面涂层、活性贵金属的配比、整体催化剂的制备方法等，还包括转化器的结构设计及操作运转情况。失活：基质破裂、基面涂层相变、活性组分迁移、贵金属烧结等。第五章环境催化催化转化率不能满足更苛刻的要求。大多数催化剂高温活性好，低温活性差，这极大地影响催化转化效果。催化剂易热失效、中毒失效。热失效催化剂在高温作用下发生烧结和晶粒长大，导致活性下降。催化剂中毒失效可以分成化学中毒和机械中毒。高温下催化剂的热劣化和S、P、Pb中毒极大地缩短了催化剂的使用寿命。冷启动问题，汽车尾气中60%～80%的有毒气体是在冷启动2

8、分钟内产生的，必须着手改善催化剂的低温活性三效催化剂存在的问题第五章环境催化贫燃时催化效率降低，使常规的三效催化剂能控制CO和HC排放，但几乎无法控制NOx的排放。通过NOx的分解治理NOx不需要还原剂：2NO=N2+O2。但活化能太高，尚无突破性进展。NOx催化还原效率还有待进一步提高。热稳定性不高。大多数催化剂的热稳定性还不甚理想，其耐热冲击能力弱，热抗震性能差。当前汽车广泛应用的催化剂大多还是贵金属或贵金属掺杂其他金属氧化物型，成本仍