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汽车尾气净化催化剂国内外发展分析 汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放减少污染的最有效手段。按照我国总体规划，到2010年我国汽车尾气排放控制与国际接轨，达到国际水平。 汽车尾气净化催化剂有多种，早期使用普通金属 Cu、Cr、Ni，催化活性差、起燃温度高、易中毒，后来用的贵金属Pt、Pd、Rh等作催化剂具有活性高、寿命长、净化效果好等优点，但由于贵金属价格昂贵，很难推广。 1 国外进展 Catalytic Solution公司（CSI）开发了用于控制汽车排放污染的新型陶瓷氧化物催化剂，这种混合相催化剂（MPC）使用的贵金属比常规汽车排放控制催化剂减少 50%～80%。MPC采用完全不同的设计途径制造，MPC含有几种贵金属和非贵金属氧化物的混合物，大多来自非贵金属的尖晶石和钙钛矿，贵金属和非贵金属组合在同一结构中。CSI从属于丰田和通用汽车公司，本田汽车公司已将CSI 技术应用于2002年款轿车车型中，通用汽车公司的GM汽车可望使用25万台以上。CSI还与福特汽车公司签约在福特汽车上试用该催化剂。除了汽车尾气排放催化剂外，CSI还投资2960万美元开发MPC催化剂用于控制燃气轮机的NOX排放污染。CIS公司开发的纳米大小氧化物汽车排放控制催化剂，用来替代贵金属具有较大的竞争性。 日本研制出一种新型催化材料，它不仅能提高催化能力，还能大大减少汽车废气转换器中贵金属的用量。一般汽车废气转换器的核心部件是上面有大量微孔的陶瓷，表面涂以粉状催化剂。含有钯、铂、铑等贵金属成分的催化剂，能够减少尾气中一氧化碳、氮氧化物等有毒物质的含量。但是由于转换器靠近发动机，高温会使催化剂颗粒结合在一起，减少催化材料总表面积，降低催化能力。 日本原子能研究所称，他们使用一种名为“钙钛矿”的物质作为催化剂，有效防止了颗粒结块现象。含有少量钯的新型催化剂，在发动机产生的废气中工作100多个小时后仍能保持较强的催化能力，且物质微粒没有结块。普通含钯的氧
民营科技 2009年第7期12MYKJ 科技论坛 我国汽车工业的飞速发展在给人们带来便利的同时也带来了汽车尾气的污染，给人们的生活造成了一定的影响。 1汽车尾气的主要成分 汽车排放的尾气，除空气中的氮和氧以及燃烧产物、水蒸气为无害成分外，其余的都为有害成分。主要污染物有一氧化碳（CO），碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO x）、铅（Pb）等有毒有害物质，这些污染物中本身就有很强的毒性，有的又通过相互作用形成二次污染。 2汽油机排气再循环 排气再循环（Exhause Gas Recirculation，EGR）是使发动机排出气体的一部分重新进入进气系统，引入不活性气体（主要是CO2）到燃烧室，增加燃烧室内气体的热容量，使最高燃烧温度下降，抑制NOx的生成。 研究表明，增加尾气再循环量可使NOx浓度降低，但过度的尾气再循环会引起火焰传播不稳定甚至断火，使发动机不能正常工作，造成功率下降，油耗和HC排放增加。当EGR率超过15%～20%时，发动机的动力性和经济性将会很快恶化。因此，必须将其限定在一定范围内。根据研究引入进气管的尾气量一般在6%～13%之间变化 3汽油机的催化净化技术 3.1三效催化净化系统 三效催化器一般由催化剂（主要是贵金属）、助催化剂（CeO2等稀土氧化物）和载体γ-Al2O3组成。稀土除以助催化剂的形式提高催化剂活性节约贵金属外，还可以提高Al2O3载耐热性能的作用。 三效催化剂是通过氧传感器把三效净化催化器的入口的空燃比控制在理论比附近，使三种有害成分（HC、NO和CO）同时减少。也就是把HC氧化为H2O和CO2、CO氧化为CO2、NO还原为N2。即由还原性成分的（HC、CO、H2）和氧化性成分（NO、O2）的化学反应产生无害成分（H2O、CO2、N2），因此三效催化氧化系统的还原性气体和氧化性气体的量的平衡是最重要的条件。 3.2氧化催化净化系统 氧化催化净化系是由排气总管、氧化催化转化器、二次空气系统、EGR系统组成。其中许多贵金属（Pt、Pd、Rh、Rn）和金属氧化物（CO、Ni、Cu、Mn、Cr、Fe、Ti等的氧化物）对上述反应显示出较好的催化活性。 氧化催化净化系是排气后处理中使用氧化催化剂，经过催化作用使排气中的CO、HC、转化成无害成分CO2和H2O。使用催化净化方法不能净化排气中的NOx，因此在使用氧化催化方法净化排气中的CO 和HC时，一般需要尾气再循环控制和减少NOx在机内的生成量。 3.3还原催化转化系统 还原催化转化系统也就是平时说的二元催化转化系统。还原催化系统，是利用氧化铜、钌等金属作为催化剂，在较浓混合气时利用CO、HC将NO还原成N2、NH3等。 利用催化剂还原NOx的尾气系统，还原催化转化器应放在排气总管出口处是因为NOx的还原反应需要较高的温度。尾气经还原催化转化器处理NOx后还要用氧化催化剂处理CO、HC，所以还原催化系又称为二元催化系。再还原催化系中，利用排气中的CO、HC和H2等作为还原剂使NOx还原。由于二元催化系系统结构复杂，而且使用浓混和气使燃油耗增加，近年来已被三元催化系取代。 4柴油机排气的催化净化技术 柴油机排气的有害成分有CO、HC、NOx、硫化物以及颗粒、臭味等。由于柴油机使用的混和气的平均空燃比较理论空燃比大，故其CO 及HC排放明显低于汽油机；但柴油机NOx、颗粒物及有令人讨厌的气体排放却十分突出，特别是颗粒物的排量远高于汽油机。 4.1NOx的还原催化技术 在柴油机中一般选择尿素的水溶液作为还原剂，利用NH3与NOx 的反应后生成N2和H2O净化排气中的NOx。在有催化剂条件下，NH3与NOx反应的工作温度为200～400℃。 目前，研究开发中的柴油机NOx后处理方法有选择性非催化还原SNCR（Sekective Noncatalytic Reduction）、选择性催化还原SCR（Se－lective Catalytic Reduction）、非选择性还原NSCR（NonSelection Catalytic Reduction）和吸附还原催化剂四种。 4.2氧化催化技术 柴油机用氧化催化剂与汽油机的基本相同，可用Pt等贵金属。氧化催化剂（Oxidizing Catalyst）的作用是促进排气中的PM、HC和CO 发生催化反应，被氧化为水和二氧化碳排出。但因柴油机排气温度低，微粒中的碳烟难以氧化，氧化催化剂主要用于转化可溶性有机组分SOF，达到微粒排放降低的效果。同时也可使HC和CO排放进一步降低，还可以净化其他有害成分（如乙醛等）以及减轻柴油机排气臭味。 4.3颗粒物的净化技术 柴油机颗粒物的净化技术主要有氧化催化技术、过滤净化技术、颗粒收集或捕集技术以及过滤器并用技术。其中最有效的方法是各种过滤器。颗粒过滤器的原理是先用过滤装置过滤废气中的颗粒物质，当过滤器收集的颗粒物太多影响柴油机工作时，然后采取更换过滤器或对收集的颗粒采取净化技术。 4.4四效催化器 对于柴油机来说最好能在排气系统中同时除去CO、HC、PM和NOx，即所谓的四效催化器（four-way catalyst）的后处理装置。像在三效催化器中CO、HC和NO互为催化剂和还原剂那样，四效催化器能使微粒和NOx互为氧化剂和还原剂，并在同一催化床上同时除去CO、HC、PM和NOx。具备这一功能的后处理装置是一种理想的柴油机排气净化技术。 结束语 我国汽车工业的飞速发展在给人们带来便利的同时也带来了汽车尾气的污染，给人们的生活造成了一定的影响。随着尾气排放标准的不断提高，我国尾气排放的治理存在着一定的难度，我国尾气的治理水平与西方发达国家相比，也存在很大的差距，但在“难度”和“差距”面前，我国也面临着很多的机遇。 参考文献 [1]王建昕，傅立新，黎维彬.汽车排气污染治理及催化转化器[M].北京： 化学工业出版社，2000. [2]李兴虎.汽车环境保护技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004. [3]马良.汽车环保与节能[M].辽宁：辽宁科学技术出版社，2002：114- 116. 汽车尾气净化技术浅谈 李绍勤张耀宗 （武警安徽总队六安市支队，安徽六安237000） 摘要：汽车尾气污染已日益成为大气的一个重要污染源，汽车尾气的治理自然也成了整个社会关注的焦点。分析了汽车尾气的主要成分，综述了汽油机和柴油的尾气净化技术。 关键词：汽车尾气；净化；污染 作者简介：李绍勤，男，安徽安庆人，硕士，武警安徽总队后勤部运输处助理。
汽车尾气的危害及净化处理技术 摘要：现在社会汽车越来越多，而汽车尾气带来了各种危害环境和人身体健康的问题。面对这些问题，我们要关注对汽车尾气的处理，关注我们的环境，及时采取措施很好的处理汽车尾气问题，让我们可以与环境和谐相处，让我们可以生活得更美好。 关键词：汽车，尾气，污染，环境，治理 现代社会的今天，汽车成为不可缺少的一种交通工具，但同时汽车也是对我们环境和对人身体伤害最大的一种交通工具。而它的污染主要就是尾气。 尾气污染主要是指柴油、汽油等机动车燃料因含有添加剂和杂质，在不完全燃烧时，所排出的一些有害物质对环境及人体的污染和破坏。据研究表明,汽车排放物成分非常复杂,有一百种以上,其主要污染物包括:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC),此外还有铅尘和烟尘等污染物。具体而言,汽车排放污染物的主要来源是: CO:矿物燃料燃烧后的一种副产物,通常是因空气不足或其他原因造成不完全燃烧时所产生的一种无色、无味气体。一般汽油机排放的一氧化碳比柴油机高。 CO2:矿物燃料燃烧后的一种副产物。是完全燃烧或CO在空气中氧化而来的。
HC:来自汽车燃油的不完全燃烧。 NOx:主要是NO和NO2的混合物,是空气中的N2和O在发动机燃烧室高温高压下反应的产物,压缩比越高,燃烧室的温度越高,生成量越大。 SOx(包括SO2):汽油和柴油中的硫在发动机燃烧室中氧化生成的产物。 Pb(铅):来自汽油中的四乙基铅。汽车用的汽油中,通常加有四乙(基)铅或四甲(基)铅做抗爆剂,这些铅的70%随尾气排入大气。 PM(颗粒物):颗粒物是由于进气不充分或燃烧温度过低造成燃烧不完全形成的。排气中颗粒有三个来源:(1)燃料液相燃烧不完全产生的碳烟颗粒;(2)润滑油燃烧产生的积炭颗粒;(3)燃料中硫生成的SO2、SO3和添加剂的钙生成的CaSO4颗粒。 VCO(易挥发有机化合物):蒸发性气体,是许多不同种类的烃类构成的混合物,来自汽车燃油箱的汽油蒸发。 而这么多污染物中，其中co和铅是对人体伤害最大的两种物质。 而在这点上，农村居民，一般从空气中吸入体内的铅量每天约为一微克；城市居民，尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后，主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中，以肝、肾中的浓高。几周后，铅由以上组织转移到骨骼，以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约90%～95%的铅积存于骨骼中，只有少量铅存在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定，当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸碱类药物而破坏了酸碱平衡时，铅便由骨中转移到血液，引中
密级： 学号： 自考本科生毕业（设计）论文 汽车尾气处理技术研究
学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的设计（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 学位论文作者签名（手写）：指导老师签名（手写）： 签字日期：年月日签字日期：年月日
摘要 随着汽车社会拥有率的大幅增加，汽车尾气对大气造成的污染也日益加重。从全国来看汽车尾气污染分担率已经上升到了95%，年排放一氧化碳为3500万吨，碳氢化合物为500万吨，氮氧化合物为380万吨。我国定期发布空气质量周报的30个城市的资料显示，有相当一部分城市的空气呈现中度、重度污染。环保部门监测表明：大气中HC的96%，CO的86%，NO。的56%来自机动车排放，北京、上海、广州等10余个城市已经出现最为严重的光化学烟雾的先兆。上海1993--1994年监测结果表明：主要交通路口和路段大气中的CO平均浓度超标率达27%，最大超标倍数为2.1倍，NO平均浓度超标率为85%，最高日均浓度超标倍数达9倍;其他城市主要交通道路上大气污染物超标现象亦很严重，有资料表明，这些区域的汽车尾气污染都很严重。 而且，近年来随着我国汽车产销量的迅速增长，我国的汽车保有量越来越多，都集中在大城市，而且车况差，都集中在大城市，原油质量低，单车的排污往往高出国外同类车的几倍，因此汽车尾气已对我国城市空气质量造成巨大的威胁。汽车尾气处理刻不容缓，本文就汽车尾气成分进行分析，对国内外汽车尾气处理技术进行分析、比较，并且列举了尾气处理技术改进建议，希望可以给汽车研究个人或者团体给予帮助。 关键词：汽车尾气处理：稀薄燃烧：三效催化剂：
催化科学与技术的里程碑-尾气净化催化剂 陈耀强 四川大学催化材料研究所 汽车尾气的污染 随着经济的发展，汽车产量迅速增长，2013年全球汽车产量达到8280万辆，预计将在2021年突破1亿辆。我国2013年的汽车产量为2212万辆，已连续五年蝉联全球第一。2013全国汽车保有量1.37亿辆车辆从2003年到2013年10年间，我国汽车保有量增长迅速，从2400万辆增长到1.37亿辆，年均增加1100多万辆。在今后相当长的时期内，我国汽车社会发展仍将保持强劲势头。 随着汽车保有量的不断增加，汽车尾气污染物的排放量不断增加。2012年，全国机动车排放污染物4612.1万吨，其中，氮氧化物(NOx)640.0万吨，颗粒物(PM)62.2万吨，碳氢化合物(HC)438.2万吨，一氧化碳(CO)3471.7万吨。汽车尾气污染物的危害不仅体现在排放量大，更重要的体现在尾气污染物的特征和排放部位上。以PM2.5为例说明汽车污染物的特征。PM2.5的危害取决于三个方面：（1）尺寸越小危害越大，（2）化学组成的毒性越大危害越大，（3）数量越大危害越大。 PM2.5的主要来源为汽车，工业排放（以燃煤为主）和扬尘。扬尘的颗粒较大，主要为氧化硅等无机物，有机组分最少，危害小，防控容易。 燃煤和汽车的PM2.5均含有高致癌的多环芳烃（PAHs）及其他有机组分，但燃煤的PM2.5所占比例没有汽车高，颗粒较大，质量比汽车大，但数量远没有汽车的PM2.5多，燃煤和其他工业排放的PM2.5也属于重点控制对象。 汽车尾气的PM2.5的特征为：（1）汽车的PM2.5的粒度为0.04-0.3μm（柴油车0.3μm，汽油车0.1μm ，摩托车0.04μm）,可在人体的任何地方造成危害。（2）化学组成的毒性大，含有16种多环芳烃（图4）等高致癌物质和致病物质。（3）数量极大，目前排放PM2.5最少的压缩天然气车每公里排放6000亿个PM2.5，PM2.5的危害是以数量而不是以质量。（4）基本上不沉降，长期累积。汽车尾气的排放部位离地面仅30－50cm左右，在人的呼吸带内，人体吸进去的是未经稀释的高浓度污染物，是一类极其特殊的污染物排放。而其他的污染源（如离城市20公里燃煤电厂）排放经过空间稀释后浓度已降到原始浓度的数万分之一，这是汽车尾气污染危害远大于其他类型的污染的关键所在,对呼吸系统，心，脑血管，神经系统和眼睛造成巨大危害。
[交流]汽车尾气净化器 ★ paracyclophane(金币+1):谢谢提供！ 1.流动的污染源 随着汽车产量的猛增，汽车排放的尾气成了流动的污染源，对大气的危害十分严重。美 国每年由汽车向大气排放的污染物高达2～2.13亿吨。日本每年由汽车向大气排放的污染物亦达600万吨。汽车排放废气中的CO、HC、NOx、铅化物和硫化物等成分对人体危害极大。为了消除这一严重的社会公害，美、欧、日等国家和地区相继制定了严格排放法规。因此，治理或控制汽车尾气排放，已成为全球保护环境急待解决的重大课题。 2.汽车尾气的净化 所谓汽车尾气净化就是采取种种有效措施，减少污染物的排放和使排放废气中的CO、HC、NOx分别被氧化或还原，生成无毒的CO2、H2O、NOx：。 一般来说，实现汽车尾气净化有两种方法：即发动机内部控制和发动机外部净化。机内 控制就是利用发动机本身工作过程来降低汽车排放污染物，它是汽车排放控制的主要方法之一。世界各国汽车生产厂家在化油器和发动机方面分别采取了很多措施，如电控燃油喷射、氧传感器控制技术等，所有这些措施对减少汽车排放污染物都有一定效果，但作用有限，甚至有的还会对发动机的动力性和经济性带来一些不利的影响。而与之相比，装有尾气净化器的发动机外部净化有着独特的优点，格外人注目，成为当前解决汽车排放污染最重要的手段之一，亦是影响汽车工业发展的重要问题。因此，一些主要汽车生产厂家都在开发和采用较为先进的尾气净化器。全世界装有尾气净化器汽车的产量在逐年增加，如：1990年全球装有尾气净化器汽车的产量达2800万辆，占当年世界汽车总销量（4827万辆）的58％。 3.尾气净化器的工作原理 众所周知，尾气净化器的核心部分是催化剂，其工作原理是利用排放废气中残余的氧和 排气温度，在催化剂表面进行氧化、还原反应，使有害物质CO、HC和NO。转变成无毒害的CO2、H2O和N2，从而减少了对环境的污染。通常，使用带排气氧传感器闭环控制的电控燃油喷射系统加上三效尾气净化器，可使排放废气中的CO下降96％，HC下降97％，NOx。下降76％左右。 4.尾气净化器的结构
稀土催化剂在处理汽车尾气中的应用 通过《绿色化学》这门课程的学习，我对绿色化学有了更为全面的认识。绿色化学涉及生活、生产的方方面面。各国政府及科研机构都对绿色化学高度重视，发展好绿色化学，将对人类未来的生活环境和生活水平产生至关重要的影响。 “绿色化学”由美国化学会（ACS ）提出，目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。简单的说就是提高原子利用率，防止污染。在防止污染方面，以汽车尾气为例，就是将有毒的CO 、NO x 转化成无毒的CO 2、N 2。 随着交通运输也的发展，汽车尾气已经成为当今世界环境的一个大污染源。 安装催化净化转化器是降低汽车尾气对环境污染的有效方法。用于汽车尾气净化的粗化剂种类较多，期中贵金属(Pt,Pd,Rh)虽然活性高、净化效果好，但价格昂贵。含稀土的催化剂价格低，化学和热稳定性好，活性也较高，尤其抗中毒、寿命长，是一种很有使用价值和发展前景的汽车尾气净化催化剂。 尾气排放 燃油机动车的气态排放物主要由CO 、NO x 和碳氢化合物(HC)组成，有些还含有铅，磷，硫等有毒物质。 含铅汽油经燃烧后,85%左右的铅排入大气中造成铅污染。半个多世纪以来,通过汽车燃烧排入大气中的铅已达数百万吨,成为一种公认的全球性污染。铅对人体的许多器官和系统都会带来不良影响,表现为智力下降、肾损伤、不育症以及高血压等。 危害： CO 对人的神经系统有严重的破坏作用，组织人体血红蛋白向人体组织输送氧气，引起慢性中毒。HC 中含有多种致癌物质。NO x 可能导致呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症。在太阳光的作用下，NO 2分解产生的O 和O 2生成O 3，还进一步与烃类反应形成光化学二次污染，对人类健康造成更大的伤害，同时，NO x 还是形成酸雨和引起气候变化的主要原因。 催化净化器的原理是利用催化剂表面发生的氧化和还原反应，将排气中的CO 和HC 等有害物质氧化为CO 2和H 2O ，将NO x 还原成N 2。 (1)氧化反应 (2)还原反应 稀土在尾气净化催化剂中的作用 通常稀土是以氧化物（CeO 2、Y 2O 3等）的形式加入催化剂中，在保证催化剂活性不变的前提下，可以大幅度减少贵金属的用量，并改善催化剂的性能。 主要作用有4个方面： 1）提高催化剂载体的性能 通常所有的催化剂载体表面有氧化铝涂层，可以提高载体的表面积，有利于催化剂活性成分的分散，以此提高催化剂的活性和寿命。而氧化铝在高温下容易向无活性相转变。加入稀土元素(La 或Y)可使其耐热性能得到明显改善，抑制相2222CO O CO →+O H CO O HC 2222454+→+22222N CO CO NO +→+O H CO N NO HC 222245104++→+O H N NH NO 2236546+→+22332H N NH +→O H N H NO 222222+→+222/1xCO N xCO NO x +→+222H CO O H CO +→+
文献综述 空气污染特别是由于汽车尾气中有害污染物的大量排放所带来的大气污染问题，随着汽车保有量的不断增加而日趋严重。包括机内净化和机外净化的各种净化方法都得到了广泛的研究。近年来，使用高压放电治理各种有害气体在国内都得到了充分的重视。高压脉冲电源是释放出高压电以电离出汽车尾气中颗粒物处理市场化的关键设备之一。 电容储能是研究比较早、应用比较多的脉冲电源形式，其技术至今已经相对比较成熟。电感储能与电容储能出现的时间相当，但是电感储能是动态储能，实现的技术相对复杂，因此其应用较电容储能偏少。但随着电力电子技术及半导体工业的飞速发展，固态开关的耐压等级和通流能力获得了极大的提高，使其有可能运用到高压脉冲技术中去。而如加速器、雷达发射机、高功率微波和污染控制等领域的高压脉冲技术对高重复频率固体开关的运用需求，也促使人们对固体开关技术在脉冲功率领域中的应用进行了大量的研究。国内有关电感储能功率脉冲技术的研究明显增多，其储能密度高的优势逐渐显现。 在高功率脉冲电源领域，尤其是电感储能功率脉冲电源，世界各国都任处于积极研究之中，也是快速发展的时期。 在此次项目实验中我们小组也采取了高压电路电离的方法，将尾气中带电颗粒物电离出来。高压电路主要技术通过汽车电瓶输出的直流电用电路转换成交流电，然后通过变压器升压成高压交流电，再通过稳压电路输出稳定的高压接在铁丝网上。 汽车尾气的处理除了高压电外还有通过加速或者增添一些化学反应，使尾气中有害物质能通过一系列有机化学反应转换成无害的无机物排入空气中。对这些反应的研究主要集中在催化净化转化器上。而催化剂又是催化净化效果的关键。因此，开发高效实用的催化剂是控制汽车尾气排放至关重要的一环。 20世纪70年代初,汽车尾气催化净化器多为氧化型，使用铂、钯或两者混合的催化剂来提高尾气中HC、CO同O2反应的速度，降低HC、CO的排放量。但随着大气中NOx含量的的增加，人们要求同时净化汽车尾气中的HC、CO、NOx。后来就出现了两段净化法，又称氧化-还原法。随后又于1977年开始采用含有Pt、Pd、Rh三效催化剂并能同时降低HC、CO、NOx的无害三效催化净化器。 目前，国内外汽车尾气净化催化剂多为能够同时催化转化HC、CO与NOx的固体三效催化剂。和许多工业固体催化剂一样,汽车尾气净化催化剂主要由活性组分、载体与助剂3部分组成。汽车用三效催化剂的活性组分主要分为贵金属型、非贵金属型与稀土型。贵金属型的活性组分主要由Pt、Pd和Rh组成。Rh是加速NOx还原的活性组分，虽然Pt和Pd同时对HC、CO、NOx的转化起催化作用，但是对NOx的还原能力低于含Rh催化剂。在3种贵金属中,Pd的价格远低于Pt 和Rh，而且Pd资源较Pt、Rh丰富，其耐热性好，使用Pd催化剂有利于降低成本,提高催化剂的使用寿命。因此,单Pd催化剂便成为三效催化剂发展的一个重要方向。如Kim D H[4,5]等人用溶胶法制备一种以钒与锆为助剂的单钯催化剂,其中n(V)/（Zr）=0.36，Pd、V、Zr的质量分数分别为1%、2%与10%。所得的单钯催化剂具有很高的低温活性、热稳定性与抗SO2毒性,这主要是由于催化剂中V与Zr形成的V)O)Zr键，具有一定的协同作用，这些Zr)O)X键(X为V或Al)与催化剂中的C-Al2O3形成了无定形四面体的配位结构:(M)O)3VO，使Pd在催化剂表面获得很好的分散性。即使是在1 000e以上的高温,由于这种配位键作用，
治理汽车尾气化学学习素材 1985年我国将汽车工业作为重点支柱产业后，汽车工业得到了迅猛发展，汽车拥有量快速增长，汽车尾气排放带来的危害也日趋严重。据估计，一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。环保部门监测表明，大气中96%的气态碳氢化合物(用HC代表)，86%的CO，56%的NO x(氮氧化物)来自机动车排放。我国定期发布的30个城市的空气质量周报显示，有相当一部分城市的空气呈现中度、重度污染。汽车尾气排放成为一些大中城市雾霾经常出现的重要原因。 汽车发动机将燃油燃烧产生的热能转变成机械能。发动机的一个工作循环包括进气、压缩、做功、排气四个过程：把燃油蒸汽和空气的混合气体引入气缸；然后将进入气缸的可拨混合气压缩，当压缩至接近终点时，发动机的火花塞发火点燃一定比例的恢油蒸汽和空气的混合气(有些发动机是将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气在瞬间燃烧、膨胀，产生巨大的爆炸力，迫使活塞在气缸内向下运动；而后活塞油向上运动，把燃烧后的废气从排气管排出气缸。这个工作循环不断地重复，活塞不断上下运动，通过连杆把力转给曲轴，转化为旋转运动，再通过变速箱、传动轴传递到驱动车轮上，推动汽车前进。发动机利用燃油和空气的混合气在气缸内燃烧，把化学能转化为热能，热能再转化为机械能。 从理论上说，在机动车发动机能正常运转的情况下，使用的碳氢化合物燃料在发动机的燃烧室可以完全燃烧，只产生二氧化碳和水蒸气，不会对大气造成污染。进入发动机气缸的混合气中空气和燃油蒸汽的比(称为空燃比)，是影响发动机工作效率和废气排放成分的主要因素。在理想状况下，燃油中各成分按完全燃烧的化学方程式中的计量比发生反应(以C x H y 代表汽油的组成): C x H y +(x+y/4)O2=xCO2+y/2H2O 理论上，进入发动机气缸的混合气的空燃比>14.7: 1时，氧气供应充足，排出的废气只有CO，和未参加燃烧的O2，不会含有CO等污染物。各种燃油化学成分并不一致，空燃比在15.5:1左右，燃烧效率最高，HC、CO的含量最低，但此时NO，生成量也最大。混合气空燃比高于或低于这一数值，NO x的生成量都会减少。当空燃比小于14.7: 1时，混合气中燃油蒸汽浓度增大，由于空气量不足引起不完全燃烧，CO、HC气体排放量增大。当空燃比超过16.2: 1时，由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已经不能正常点火，使未燃HC气体大量排出。 发动机将热能转化为机械能的效率，受热源温度和环境温度的影响，热源温度越高，转化率越高。而燃油(主要成分是低沸点的液态碳氢化合物)在气缸内高温燃烧，并不可能百分百完全燃烧，不完全燃烧的产物会污染空气；在内燃机燃烧室的高温环境中，吸进发动机的空气中氮气和氧气会反应生成一氧化氮、二氧化氮等氮的氧化物(统称为NO,),会严重污染大气；燃油中含有的杂质，也会在气缸内燃烧，不少燃烧产物是大气污染物；在高温环境下，发动机气缸表面的金属组分可能存在催化点，还会使燃烧过程发生某些催化反应(包括汽油的催化裂解)；在压燃式内燃机中还会产生碳烟粒子，这些碳烟粒子最终将形成可吸入颗粒物(PM.)；有些汽车发动机的性能不佳、工作状况不好(如点火能量、进气效果、供油和机械状况有问题),造成燃料与氧气混合的均匀程度、燃烧时间不足，燃料也常常无法完全燃烧，会有一氧化碳、各种未完全燃烧的气态碳氢化合物排出。 除了汽车排气管排出的尾气外，发动机曲轴箱窜气，油箱、化油器浮子室以及油管接头等处蒸发的燃油蒸气也会增加汽车排放的废气。此外，发动机的转速和负荷、发动机点火时刻(点燃燃油和空气的压缩混合气体的时刻)都会影响排放废气的成分。这些因素都使汽车排放的废气成分变得十分复杂，而且不恒定。
2005年第10期广东化工51 几种新型的汽车尾气净化催化剂 黎展毅,颜幼平,蔡河山 (广东工业大学环境科学与工程学院,广东广州510090) [摘要]本文主要针对汽车尾气所造成的环境污染问题的必要性和迫切性。,、研究情况以及多种条件下的最佳反应。 [关键词]汽车尾气;;indsofAutomobileExhaustCatalysts LiZhanyi,YanYouping,CaiHeshan (EnvironmentalScienceandEngineeringInstitute,GuangdongUniversityof Technology,Guangzhou510090,China) Abstract:Pollutionfromautomobileexhaustisadifficultproblem.Theexploitationandapplic ationofthenewkindsofcatalystsinautomobileexhaustwerenecessaryandinstant.Thispaperi ntroducedthreekindsofcatalystsinau2tomobileexhaustandthecharacteristics,catalyticprinc iples,thedevelopmentandthebestreactionsunderdifferentconditionsofeachother. Keywords:automobileexhaust;catalysts;catalyse 随着我国国民经济的迅速增长,交通运输业也得到了迅猛的发展,其中最明显的是道路汽车数量的日益增多。随之而来的汽车尾气问题也日益受到了人们的关注。 汽车尾气中所含的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物质(如碳粒等)大量排放至空气中可导致酸雨和化学烟雾。其中在人口超百万的大城市中,NOx污染尤为突出,部分主要交通干道的NOx和CO已严重超标。汽车尾气的排放已构成了空气的严重污染,对人体的健康造成了潜在的危害[1,2]。我国的第一个汽车尾气排放标准GB3842-7-83自1984年4月1日起实施。近几年,随着人们对环境保护的日益重视以及中国加入世界贸易组织(WTO),我国对汽车尾气的排放要求也日渐提高。在分析了美国、日本和欧盟等国家地区的汽车尾气排放标准后,认为欧盟标准较为适合我国的实际情况,并于1993～2000年间出台了一系列的排放标准,后修订为GB18352.1-2000我国第一阶段实施的排放标准(相当于欧1标准),于2004年1月1日起开始实施GB18352.2-2000(欧2标准),实现2010年逐步接近或与国际接轨[3]。故此,研究如何控制和治理众多汽车尾气也成为一个相当迫切的课题。 当前,虽然贵金属催化剂的研究较为成熟,应用也较为普遍,但由于贵金属的储藏量少,价格昂贵,使贵金属催化剂。90年代初,应用于机动车尾
汽车尾气处理（小论文） F1115002 5111509040 周于聪【摘要】汽车尾气是大气污染的主要来源之一，而尾气的催化转化是目前处理尾气污染的主要手段。本文简述了尾气的主要污染物及其危害，尾气催化转化的主要过程及其反应方程式，并通过简要计算证明其可行性和温度等相关数据，简单介绍了目前比较广泛使用的催化剂及其今后的一些发展方向。 【关键词】汽车尾气、催化转化，催化剂，尾气处理反应式，尾气处理温度 【引言】随着现代社会的不断发展，人们的生活水平的不断提升，汽车的购买量和使用量快速增长，与之而来的汽车尾气污染问题也愈来愈严重，寻找高效可行的尾气处理技术变得越来越急切。 一、汽车尾气中的主要污染物及其危害 汽车尾气中含有因不完全燃烧产生的碳氢化合物（HC），一氧化碳（CO），氮氧化物（NO X）以及少量的二氧化硫（SO2）和铅化合物等，这些有害物质直接排放对人体及环境会造成严重的后果。 一氧化碳（CO）与人体中的血红蛋白（H b）的亲和力明显高于氧气（O2），一旦人体 吸入较大量的CO，因发生如下反应：H b O2+CO?H b CO+O2，导致人体缺氧，危及生命。 碳氢化合物（HC）本身即具有致癌作用，且会强烈刺激眼睛和呼吸道，在空气中易与氮氧化物（NO X）在太阳光下产生光化学烟雾，造成大气污染，严重时甚至可以使人麻痹中毒。 氮氧化物（NO X）主要是NO和NO2，其中高浓度的NO能引起中枢神经瘫痪及痉挛, NO2能引起人体中毒,易是酸雨的主要成因之一。
倘若汽车尾气不及时有效的处理其严重生态影响和社会影响不堪设想，甚至会阻碍社会的进一步发展。 二、我国汽车尾气的排放现状 据最新的环境保护部报告显示[1]：2009年，全国机动车排放污染物5143.3万吨，其中一氧化碳（CO）4018.8万吨，碳氢化合物（HC）482.2万吨，氮氧化物（NOx）583.3万吨，颗粒物（PM）59.0万吨。汽车是机动车污染物总量的主要贡献者，其排放的CO和HC超过70%，NOx和PM超过90%。 由以上数据可见，汽车尾气处理压力巨大且十分重要，更高效的处理技术将是今后研究的一大方向。 三、汽车尾气的催化转化（三效催化剂为例） 1、三效催化剂的基本原理 通过催化剂的作用，把CO、HC、NO X 分别氧化、还原为对人体健康无害的二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水蒸气（H2O）。 2、三效催化剂的主要反应方程式 CO、HC氧化反应: 2CO+O2＝2CO2 2H2+O2＝2H2O HC+O2→CO2+ H2 NO的反应: 2CO+2NO＝2CO2 +N2 HC+NO→CO2 +N2 2H2 +2NO＝2H2O +N2 水蒸气重整反应: HC+H2O→CO +H2 水煤气转换反应: CO+H2O＝CO2+H2
第一章概论 一、项目概况 （一）项目名称 汽车尾气净化器项目 （二）项目选址 某新兴产业示范基地 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项目建设地的建成区有较方便的联系。 （三）项目用地规模 项目总用地面积56901.77平方米（折合约85.31亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数60.30%，建筑容积率1.67，建设区域绿化覆盖率6.69%，固定资产投资强度199.47万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积56901.77平方米，建筑物基底占地面积34311.77平方米，总建筑面积95025.96平方米，其中：规划建设主体工程68931.76平方米，项目规划绿化面积6360.88平方米。
（六）设备选型方案 项目计划购置设备共计161台（套），设备购置费6507.95万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量487626.44千瓦时，折合59.93吨标准煤。 2、项目年总用水量21203.00立方米，折合1.81吨标准煤。 3、“汽车尾气净化器项目投资建设项目”，年用电量487626.44千瓦时，年总用水量21203.00立方米，项目年综合总耗能量（当量值）61.74 吨标准煤/年。达产年综合节能量19.50吨标准煤/年，项目总节能率 21.38%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某新兴产业示范基地发展规划，符合某新兴产业示范基地产 业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切 实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对 区域生态环境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资22322.31万元，其中：固定资产投资17016.79万元，占项目总投资的76.23%；流动资金5305.52万元，占项目总投资的23.77%。 （十）资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 （十一）项目预期经济效益规划目标
汽车尾气净化催化剂 环境问题是一个全球问题，要靠全世界每一个人的努力来解决。随着世界经济、科技的不断发展和社会文明的不断进步，人们的物质需求也在一天天增长。汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近年来私家车越来越多，带来了很多问题,其中环境问题是不容忽视的。汽车的使用对环境的污染主要有噪音污染和尾气排放造成的空气污染。在我国，汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。汽车排放的污染物主要来源于内燃机，其有害成分包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氢化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽车污染控制的主要大气污染成分。HC是在局部缺氧或低温条件下烃不完全燃烧而产生，NOx是火花塞点火瞬间高温高压下空气中的N2、O2反应的产物。汽车尾气对人类的健康危害很大，治理汽车排放污染，已成为一项刻不容缓的任务。 一、汽车尾气净化催化剂简介 1.1汽车尾气净化 国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车内燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。汽车尾气污染控制可以分为机内和机外两种技术。机内净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方法，催化剂又是净化效果的关键。因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。 汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原成N2。由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化
催化化学论文 论文题目：汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景 学院：化学与化工学院 专业：化学 班级：化学131班 学号：1308110289 学生姓名：石军 2016年6月6日
汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景 摘要：汽车排放的尾气是严重的大气污染源之一,尾气中含有大量的NO x、碳氢化合物(HC)及CO,尾气污染不仅影响了大气环境，对于人类的身体健康也非常不利，汽车尾气净化催化剂是减少汽车尾气中污染物的有效方法之一，安装汽车尾气净化设备可以有效降低尾气的污染，净化催化剂可以将这些有害物质的绝大部分转化为无害的N2、CO2和H20。本文主要就汽车尾气净化催化剂研究状况和发展前景进行论述。 关键词：汽车尾气；净化；催化剂；现状；发展前景 正文 1.汽车尾气的成分 汽车尾气包含100多种成分。主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、 氮氧化合物（NO X ）、硫化物（SO X ）、细微颗粒物、二氧化碳（CO 2 ）、甲醛（HCHO） 和丙烯醛(CH 2 =CHCHO)等。每年汽车排放的主要污染为25亿吨CO、4.5亿吨HC和2.2 亿吨NO X 。这些排放物严重地影响大气和生活环境。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。提出了汽车尾气净化催化剂的研究发展方向。
2.汽车尾气净化的概况 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《2012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大国。机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，是造成雾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。 在影响污染物排放的诸多因素中，进人气缸的汽油质量F与空气质量A之比 A/F是最显著的因素。为了完全燃烧，理论上所需的化学计量比略有不同，一般为A/F=14.7左右。当A/F>14.7时,称为富氧燃烧，此时，CO与HC的排放浓度减少，但NOx的浓度增加；当A/F<14.7时，称为贫氧燃烧，此时NOx的排放浓度减少，而CO与HC的浓度增加。使用催化剂转化三者时，其转化效率与尾气中残余的氧浓度亦即A/F比密切相关。理论A/F比附近的一个狭窄区间( 称为“操作窗口”)应用三效催化剂，可使排气中NOx、HC和CO达到很高的转化率。 汽车尾气净化技术主要包括两个方面：机内净化和机外净化。机内净化主要是改善发动机燃烧状况，以降低有害物质的生成。如：改进进气系统，供油系统和燃烧室结构等。这些技术与汽车发动机设计及制造水平密切相关。很显然，机内净化只能减少有害气体的生成，而不能除去已经生成的有害气体。机外净化是在尾气排出气缸进入大气之前，利用转化装置将其中的有害成分转化为无害气体。尾气转化装置包括: (1)热反应器。向排气口喷入新鲜空气，并加强排气管保温， 利用尾气本身的热量使CO、HC继续氧化,转化为相对无害的CO 2和H 2 O。(2) 催化反 应器。利用催化剂将CO、HC和NOx转化为CO 2、H 2 0和N 2 。由于汽油燃烧过程中，有 害气体的生成不可避免，热反应器对CO、HC的转化效率有限，且不能对NO X 进行转化。因此,催化净化是解决尾气污染最根本有效的方法。 国外发达国家已经广泛研究高效三效催化剂，提出了欧Ⅲ、欧Ⅳ标准，正向超低排放甚至零排放发展，国内新排放法规已颁布并正在实施，但由于国内三效催化剂研究起步较晚，国产三效催化剂没有大规模的应用，国产净化催化剂产业前景十分广阔。汽车尾气催化剂的研究开发涉及到化工、发动机、液体力学、新材料等很多学科，但其中催化剂的研究和制备是关键，特别是开发与研究国内资源丰富的含稀土车用催化剂，减少国内资源贫乏的贵金属用量，寻找到稀土与贵金属复合催化净化汽车尾气的规律，是今后研究的主要方向。
3.6 结果分析 实验证明电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES ）是测定管模粉中，锆、钡、铈三种元素快速、有效的方法。 参考文献：［1］https://www.doczj.com/doc/295155722.html,ng ’s Handbook of chemistry11th ed.1976.［2］ Robert D.Braun,Introduction to Insrtumental Analysis,McGraw-Hill Book company,1987. ［3］ 美、英等.高频电感耦合等离子光源分析[M].北京：地质出版社，1982，87. ［4］朱明华.仪器分析[M].北京：高等教育出版社，1983.［5］林树昌，曾泳淮编.分析化学：仪器分析部分[M].北京：高等教育出版社，1994，4. ［6］万家亮.现代光谱分析手册[M].武汉：华中师范大学出版社，1987，196. 汽车尾气排放已经成为我国大中型城市环境污染的主要污染源之一，汽车排放尾气中的污染物主要有一氧化碳（CO ）、碳氢化合物（HC ）、氮氧化合物（NO x ）、黑烟、油雾、刺激性臭气甲醛（HCHO ）、丙烯醛（CH 2CHCHO ）、二氧化碳（CO 2）、硫化物、铅化物等[1]。汽车尾气排放的污染物给我们赖以生存的大气环境造成了严重的影响，对人体健康产生了严重的危害[2]。因此，必须采取有效措施，减少或消除汽车尾气的排放量，并对尾气进行净化处理，还我们一个洁净的大气环境。 1汽车尾气净化技术 所谓汽车尾气净化就是采取种种有效措施，减 少污染物的排放或使排放废气中CO 、HC 、NO x 等污染物，分别被氧化或还原，生成无毒的CO 2、H 2O 和 N 2 [3] 。为了减少汽车尾气排放，采取的途径主要有两 种，一是在不改变燃料种类的情况下采用清洁燃烧技术（即机内净化）与尾气净化技术（即机外净化）；二是利用绿色环保燃料来减少汽车尾气中有害物的排放。 1.1机内净化技术 机内净化技术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[4]，其措施有：改进燃烧室结构，改进供油系统，改进进气系统，使燃油燃烧更充分，改进点火系统等。 目前国外已运用的机内净化方法主要有：延迟点火法，废气再循环装置（ECR ），控制燃烧装置（CSS ），清洁空气装置（CAP ）以及低温等离子体技术。 而传统的机内净化技术主要包括改进发动机的内部结构，采用电控燃油喷射系统，废气再循环系统等，但是这些措施对设备的要求较为苛刻，成本过高，而且净化的效果也不理想。 低温等离子技术[5，6]用于机内净化，主要是将空气在送入内燃机燃烧室之前等离子化，使空气中含有充足的原子氧和臭氧及其他激发态的氧，从而大 汽车尾气污染的净化处理技术 周逸潇1，许庆峰1，2，杨丽1，张宝贵1 （1.南开大学环境科学与工程学院，天津300071；2.天津中国人民解放军军事交通学院，天津300161） 摘要：本文综述了汽车尾气污染净化处理技术，包括机内净化和机外净化，介绍了三元催化技术、低温等离子体技术，并叙述了纳米技术的应用，最后对新的净化技术提出展望。关键词：汽车尾气；净化；催化；等离子体；纳米技术 doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2009.06.020 中图分类号：TQ314.248 文献标志码：A 文章编号：1008－1267（2009）06-0054－03 收稿日期：2009-06-25 作者简介：周逸潇（1985-），女，硕士研究生，主要研究方向环境化学。 第23卷第6期2009年11月 Vol．23No．6Nov.2009 天津化工 Tianjin Chemical Industry !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!·环境保护·