摩托车尾气净化器制取

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1、摩托车尾气净化催化剂的几个关键问题四川大学催化材料研究所四川中自尾气净化有限公司陈耀强Email:nic7501@email.scu.edu.cn内容一、影响催化剂性能的关键因素二、尾气净化催化剂与整车的匹配三、催化剂的性能和寿命评价一、影响催化剂性能的关键因素机动车尾气净化催化剂是近30年来在催化领域发展最为成功的催化剂，也是二十世纪环境领域对污染物的控制的最成功范例，它促使了在传统催化过程中认为不可能的、在极端环境下（温度达1000℃以上且高空速）使用的耐久性催化材料（高性能稀土储氧材料和耐高温高比表面材料）的发展，对催化化学科学的发展起到了

2、巨大的推动作用并将继续产生更大的推动作用。机动车尾气净化催化剂是一个发展迅速、成就卓著、对环境保护作用巨大、经济效益和社会效益显著的催化领域。以汽车为例：1960suncontrolledemissions（无控制标准），一氧化碳排放量为：40–60gCO/km。2000s执行Euro3标准，一氧化碳排放量为：2.3gCO/km，比原来的要求减少了94–96%。2005执行Euro4标准，一氧化碳排放量为：1gCO/km，比原来的要求减少了97–98%。随后将实施Euro5、Euro6及零排放标准，最终消除机动车尾气污染。尾气净化催化剂属科学和技

3、术密集型产品国际：3000多项专利10000多篇论文技术来源于对基础科学规律的掌握，是科学技术发展的必由之路。没有高水平的基础研究是不会产生出具有竞争力机动车尾气净化催化剂技术我国机动车尾气污染目前正处于有史以来最严重的时期：（1）汽车生产产量迅速增长，2006年为728万辆/年，2007年预计900万辆/年左右，目前我国摩托车的生产量已达到2000万辆/年左右。（2）近几年机动车增长迅速，保有量大，最终导致尾气排放污染物总量增加很快：2006年末，汽车保有量约4985万辆；含在册的低速货车和三轮汽车（农用车）约1400万辆（不在册的约有2000

4、万辆）；上牌照摩托车约8000万台（未上牌照约3000万台）；上道路行驶的拖拉机1400多万辆。（3）目前只是对部分新车（汽油车）要求安装催化净化装置，而对催化净化装置超过使用期限，排放严重超标的在用车却未明确要求其更换催化剂，研究表明20％的超标车将贡献80％的污染物。在全国范围内大量的超标车排放未得到有效控制，大气污染处于失控状态。（4）机动车排放的尾气停留高度正好处于人的呼吸带内，人体吸入和接触的是高浓度污染物，危害远大于其它排放。其中对人类危害最大的是颗粒物（PM)，地表臭氧和过氧化物（经光化学反应产生）的排放近年来持续增加，均为致癌致突

5、变物质。（5）国家计划在“十一.五”期间实现主要污染物排放量降低10％，但机动车尾气污染却出现不降反大幅度上升的现象，从而造成灾难性的严重后果。图4预测全国汽车NOx排放量750600年/万吨450300排放量xNO1500年份20032008201220152020摩托车尾气净化催化剂的组成催化剂组成：1）活性组分：起主要催化作用的物质；2）载体：用于负载活性组分的多孔性物质；3）助剂：起辅助催化作用的物质。一般的催化剂包括上述三部分。例：N+H→NH223催化剂：Fe—活性组分，AlO—助剂23在无催化剂时，反应不进行，但在Fe催化剂上，反应

6、顺利进行。此催化反应的实现，关系到几十亿人的生存。2个人获诺贝尔化学奖：（1）F.Haber,1918;（2）C.Bosch,1931。催化剂应用：化工，石油化工，医药，环保等。催化剂创造的产值占GDP的比例：美国：30％，欧美发达国家：20％，中国：10％以上。摩托车尾气净化催化剂：（a）基体：FeCrAl蜂窝体；（b）载体：高性能稀土储氧材料和耐高温高比表面材料；（c）助剂：LaO,YO,PrO，CeO,BaO等；2323232（d）活性组分：Pt、Rh、Pd（世界上只有南非和俄罗斯有贵金属矿产，资源短缺，属稀缺资源）。载体材料：(1)高性能

7、稀土储氧材料（源头，核心技术）；(2)耐高温高比表面材料（核心技术）。上述两种材料均为多孔性颗粒材料，颗粒大小:微米（µm）尺度微孔大小:几十纳米（nm)左右。催化剂的制备:(1)将贵金属和助剂是用特殊的方法装进载体材料的纳米孔内（核心技术）；(2)将装有贵金属和助剂的载体(催化剂)涂覆在金属或陶瓷基体上即得到成品催化剂。摩托车尾气净化催化剂技术组成:（1）表面氧化技术；（2）连接层制备技术；（3）高性能稀土储氧材料的制备技术；（4）耐高温高比表面材料的制备技术；（5）贵金属及助剂的负载技术；（6）耐久性涂层技术。上述六大制备技术中，（1）和（2

8、）两项技术决定催化剂层是否从金属载体上脱落，如果表面氧化层和连接层的性能不过关，催化剂层的性能再好也会因脱落而不起作用。（3）至（6）项