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氮氧化物转化器催化剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氮氧化物转化器催化剂是一种针对汽车尾气中的氮氧化物进行转化的重要技术。
随着汽车数量的增加和环保意识的提高，减少汽车尾气排放对于保护环境和人类健康具有重要意义。
氮氧化物是汽车尾气中的主要污染物之一，其排放会对大气环境和人体健康造成极大的危害。
氮氧化物转化器催化剂通过催化反应将氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现氮氧化物的减排。
该催化剂通常由催化剂载体和活性组分组成。
催化剂载体是指催化剂的基础材料，常见的催化剂载体包括氧化铝、碳纳米管等。
活性组分是指催化剂中能够促进氮氧化物转化反应的物质，常见的活性组分有钯、铑、铂等贵金属。
氮氧化物转化器催化剂的应用主要集中在汽车尾气净化领域。
随着环保政策的推进，越来越多的汽车使用氮氧化物转化器催化剂来降低氮氧化物排放。
此外，氮氧化物转化器催化剂还可以应用于工业废气处理和发电厂烟气净化等领域。
本文将对氮氧化物转化器催化剂的定义、原理、种类和应用进行详细介绍。
通过对其优势和发展前景的探讨，旨在加深对氮氧化物转化器催化剂的认识，并为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来详细介绍氮氧化物转化器催化剂的相关内容：第一部分为引言部分（Chapter 1），概述了本文的研究背景和研究目的，引出了氮氧化物转化器催化剂的重要性和应用领域。
第二部分为正文部分（Chapter 2），主要包括两个小节。
2.1小节将详细介绍氮氧化物转化器催化剂的定义和原理，包括其基本功能、催化反应机理以及催化剂的组成和结构。
2.2小节将探讨氮氧化物转化器催化剂的种类和在不同应用领域的应用情况，具体介绍各种常用催化剂的特点和性能。
第三部分为结论部分（Chapter 3），对氮氧化物转化器催化剂的优势进行总结和归纳，指出其在环境保护和能源利用等方面的潜在应用价值。
同时，展望氮氧化物转化器催化剂的未来发展前景，提出相关的研究方向和可能的应用领域。
关于汽车尾气处理的三元催化剂专业学习：近日有在做一些研究工作，涉及到汽车三元催化剂的相关知识，找到一篇很细致的相关资料，转贴在博客，权作记录。
三元催化剂的作用三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的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。
由于这种催化器可同时将废气中的工种主要有害物质转化为无害物质。
随着环境保护要求的日益苛刻，越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。
它安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，二氧化碳和氮气，故又称之为三元(效)催化转化器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、HC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；HC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。
汽车三元催化转换器三元催化器的检测1.外观检查检查催化转化器在行驶中是否受到损伤以及是否过热。
将车辆升起之后，观察催化转化器表面是否有凹陷，如有明显的凹痕和刮擦，则说明催化转化器的载体可能受到损伤。
观察催化转化器外壳上是否有严重的褪色斑点或略有成青色和紫色的痕迹，在催化转化器防护罩的中央是否有非常明显的暗灰斑点，如有则说明催化转化器曾处于过热状态，需做进一步的检查。
用拳头敲击并晃动催化转化器，如果听到有物体移动的声音，则说明其内部催化剂载体破碎，需要更换催化转化器。
同时要检查催化转化器是否有裂纹，各连接是否牢固，各类导管是否有泄漏，如有则应及时加以处理。
此方法简单有效，可快速检查催化转化器的机械故障。
由于催化剂载体破损剥落、油污聚集，容易阻塞载体的通道，使流动阻力增大，这时可通过测量其压力损失来进行检查。
2.背压试验在催化转化器前端排气管的适当位置上打一个孔，接出一个压力表，启动发动机，在怠速和2500r/min时，分别测量排气背压，如果排气背压不超过发动机所规定的限值，则表明催化剂载体没有被阻塞。
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型和还原型两部分。
氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下：2CO+O2→ 2CO2 ……①4HC+5 O2→4 CO2+2H2O ……②2NO+2CO →2CO2+N2 ……③HC+NO2→ CO2+H2O ……④HC+CO→ N2+CO2+H2O……⑤3NO+2NH2→ 2N2+3H2O ……⑥2NH2→ N2+3H2O ……⑦还原型催化剂主要催化NOx的还原反应：2NO+CO →N2+CO2 ……⑧2NO+H2→ N2+2H2O ……⑨2NO+HC→ N2+H2O+CO2 ……⑩NO和H2反应除生成无毒的N2和H2O外，尚有所不希望发生的副反应：2NO+5H2→ 2NH2+H2O2NO+H2→ N2O+2H2O因两种反应要求的化学环境不同，故早期的催化剂将两者分立。
汽车尾气催化剂的发展历程2016-04-22 12:29来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部汽车尾气催化剂样品随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车排放的尾气已成为主要的大气污染源, 减少汽车尾气污染最有效的手段是安装汽车尾气净化催化剂。
目前，稀贵金属型催化剂的净化催化剂是目前净化效果最好且在国内外得到了广泛的使用。
汽车尾气催化剂的性能指标与所处的时代密切相关，随着环保意识的不断加强，各种法律法规的出台，迫使汽车尾气催化剂的性能不断提高，回顾历史，汽车尾气催化剂大致经历了以下几代发展历程：一、氧化型催化剂 20世纪70年代中期到末期的汽车排放法规只要求控制CO与CH的排放，发动机尚未使用化油器开环系统，由于机械地固定A/F比到理论值，不能随工作状况的变化而自动地调节，在这种状态下，通过将A/F比调到15左右，在富氧状态下装上氧化型催化剂，可使CO与HC的转化率达到90%，但NOx 的转化率比较低。
这一时期使用的主要是稀贵金属型催化剂，以铂、钯为活性组分。
通常以二者形成的合金态使用，铂：钯=7：3，总载量0.12%左右。
稀贵金属型催化剂有致命的弱点，那就是它怕铅中毒。
因此，为了有效地使用稀贵金属型催化剂，必须改变燃油的结构，实行汽油的无铅化。
二、双金属催化剂 20世纪70年代末到80年代中期，随着美国EPA提出对NOx的排放实行控制，氧化型催化剂己不能满足要求。
出现了铂、铑三效双金属催化剂。
20世纪70年代末至80年代初出现的是双床式铂、铑催化剂，催化剂的氧化还原反应是分段进行的，前段使用还原型蜂窝催化剂，后段使用氧化型蜂窝催化剂，两段中间补充空气。
这种设置可使还原反应与氧化反应分别在有利于自身的化学气氛中进行，但该种催化器结构复杂，操作麻烦，且NOx还原后有可能重新被氧化。
1980-1985年，Pt-Rh三效催化剂开始用于电喷闭环装置，将A/F控制在窗口范围内，CO、CH和NOx的转化率可达80-90%以上。
《汽车尾气净化催化剂研究现状及发展前景》xx年xx月xx日CATALOGUE目录•引言•汽车尾气净化催化剂概述•汽车尾气净化催化剂的制备方法•汽车尾气净化催化剂的性能评价•汽车尾气净化催化剂的发展前景01引言1研究背景与意义23随着汽车工业的飞速发展，机动车保有量迅速增长，而汽车尾气排放对大气环境的影响也日益严重。
汽车工业的发展为了满足日益严格的环保法规要求，汽车尾气净化催化剂的研究和发展显得尤为重要。
环境保护的需要尽管目前已经存在许多汽车尾气净化技术，但它们仍存在一定的不足之处，如净化效果不稳定、催化剂活性不足等。
当前研究的不足本研究旨在深入探讨汽车尾气净化催化剂的研究现状，分析其存在的问题，并提出相应的发展建议，以期推动该领域的技术进步。
研究目的通过搜集和整理国内外相关文献，对汽车尾气净化催化剂的研究现状进行深入剖析，并运用综合分析法、比较分析法等多种研究方法，对各种汽车尾气净化技术的优缺点进行对比分析。
研究方法研究目的和方法02汽车尾气净化催化剂概述定义汽车尾气净化催化剂是一种用于处理汽车尾气的装置，它可以将尾气中的有害物质进行转化，从而达到净化尾气的目的。
作用汽车尾气净化催化剂可以有效地减少尾气中的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等，从而降低对环境和人体的危害。
汽车尾气净化催化剂的定义和作用分类根据催化剂的活性成分和结构特点，汽车尾气净化催化剂可分为贵金属催化剂、稀土元素催化剂和复合型催化剂等。
特点不同类型的催化剂具有不同的活性、稳定性和耐候性等特点，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
汽车尾气净化催化剂的分类和特点近年来，随着环保意识的不断提高，汽车尾气净化催化剂的研究取得了长足的进展。
新型催化剂的研发和应用，使得尾气的净化效率得到了显著提高。
研究成果目前，汽车尾气净化催化剂的研究热点主要集中在如何提高催化剂的活性、稳定性和耐候性等方面。
同时，针对不同地区和不同车型的催化剂适用性研究也是一个重要的研究方向。
三元催化工作原理三元催化是一种广泛应用于汽车尾气处理系统中的技术，主要用于减少车辆尾气中的有害气体排放，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）以及碳氢化合物（HC）。
其工作原理主要基于催化剂的作用，通过将尾气中的有害气体转化为无害的氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水蒸气，从而减少对环境的污染。
三元催化器主要由三个部分组成：氧气传感器、催化剂和尾气控制系统。
当发动机运行时，氧气传感器会监测尾气中的氧气含量，并将这些信息传输给车辆的电脑系统。
根据氧气传感器的反馈，电脑系统会调整发动机的燃烧过程，以确保燃烧反应的完全性和效率性。
同时，催化剂则起到加速有害气体转化的作用。
在三元催化器中，催化剂通常由铂、钯和铑等贵金属组成。
这些贵金属能够促进有害气体在催化剂表面上的氧化还原反应，将NOx转化为氮气和水，将CO和HC转化为二氧化碳和水。
此外，催化剂还能够降低有害气体的燃烧温度，提高反应速率，从而实现高效净化尾气的目的。
尾气控制系统在整个催化过程中起到了关键作用。
它通过监测发动机的工作状态和尾气的成分，调节催化剂的工作温度和氧化还原环境，以确保催化反应的顺利进行。
同时，尾气控制系统还能够检测和修复催化剂的损坏，延长催化器的使用寿命。
总的来说，三元催化的工作原理是一个复杂而精密的过程，需要氧气传感器、催化剂和尾气控制系统的协同作用。
通过这些部件的合作，三元催化器能够有效地净化车辆尾气，降低有害气体排放，保护环境和人类健康。
在现代社会，汽车尾气排放已经成为环境污染的重要来源之一。
三元催化技术的应用，为减少汽车尾气排放，改善空气质量发挥了重要作用。
相信随着科技的不断发展，三元催化技术将会不断完善，为环境保护事业做出更大的贡献。
2023年尾气处理催化剂行业市场环境分析尾气处理催化剂是指一种能够降低发动机尾气排放污染物浓度的化学反应催化剂。
随着我国经济的快速发展和工业化进程的加快，车辆数量不断增加，尾气排放成为空气质量污染的重要来源之一。
为保护环境，政府对污染治理加大了力度，尾气处理催化剂市场逐步成熟。
下面将从市场环境方面来分析尾气处理催化剂行业。
一、政策环境政策制度是尾气处理催化剂行业发展的重要保障，影响着该行业的发展速度和方向。
尾气处理催化剂涉及到环保领域，受到政府的高度重视。
我国各地相继发布了一系列环保和能源保护政策，督促企业采取积极的环保措施。
其中，关于汽车尾气排放的标准是尾气处理催化剂行业的重要政策，成为尾气处理催化剂市场发展的主要驱动力。
自2000年开始实行的《机动车国家环保标准》是尾气处理催化剂行业发展的首要政策，它的实行促使了上述催化剂的广泛应用，也对尾气处理催化剂市场的扩大和提质起到了积极的推动作用。
二、技术环境技术进步是尾气处理催化剂行业发展的基石。
尾气处理催化剂制造商必须掌握先进的催化反应技术，仔细研究并逐步改进其配方。
近年来，尾气处理催化剂制造技术在不断发展和完善。
尾气处理催化剂制造技术从最初的单一化学反应发展到复合催化技术，这样可以更有效地清除排放物。
当前，尾气处理催化剂行业发展的主流趋势是绿色催化剂和高性能催化剂。
在新技术的推广下，这些领先企业不断改革，推动了尾气处理催化剂市场的快速发展。
三、市场环境尾气处理催化剂市场分为清洁汽油车（GDI, PFI）催化器市场、柴油车催化器市场和特殊车辆催化器市场。
发达国家市场已经基本饱和，我国等新兴国家和地区的汽车保有量正在快速增长，需要大量的尾气处理催化剂产品，尾气处理催化剂市场潜力巨大。
目前，一些领先的尾气处理催化剂生产企业推出多种针对市场不同需求的催化剂产品，不断扩大产品的使用范围，提高产品的性能和竞争力。
综上所述，随着汽车保有量的不断增加，尾气处理催化剂市场前景广阔。
汽车尾气催化剂汽车尾气催化剂是目前用于减少汽车尾气的有效技术，它可以将汽车尾气中有害的VOCs（挥发性有机物）转化成有用的氮氧化物，从而减少汽车尾气的污染。
催化剂是由支撑剂和活性物质组成，支撑剂用于提供催化剂要求的体积和形状，活性物质实际上是催化反应的发动机，这些活性物质可以来自金属催化剂或陶瓷催化剂。
金属催化剂中最常见的是钯。
汽车尾气催化剂的作用主要是利用催化剂上的金属原子或活性物质，利用它们的反应使VOCs变成更安全的气体，如水蒸汽和二氧化碳。
反应通常会在1000℃左右发生，在反应中被称为“氧化催化反应”。
在高温环境中，VOCs会与氧化剂聚合反应，从而生成由CO2，H2O，和N2组成的气体，而从原来的VOCs中释放出来的能量会提高反应温度，从而激活催化剂。
汽车尾气催化剂的有效性主要取决于它的催化剂和反应温度，催化剂的类型，大小和形状会影响催化剂的有效性。
支撑剂至关重要，它决定了催化剂的结构，大小和耐久性，以及催化剂的催化反应活性和选择性。
另一方面，高温也是一个关键因素，若温度太低，则反应速率会变得很慢，精度也不够，因此反应温度应该选择适当的范围进行控制才能保证催化剂的有效性。
汽车尾气催化剂技术是目前减少汽车尾气污染的有效技术之一，它可以减少汽车尾气中有害的VOCs浓度，保护环境、社会和人们的健康。
然而，催化剂技术仍有许多不足和改进空间，如在尺寸、结构、形状等方面。
技术的改进需要综合考虑因素，包括反应温度、催化剂的种类、结构和形状、活性物质的数量和分布等，只有综合把握这些因素，才能保证汽车尾气催化剂技术的有效性和稳定性，从而更加有效地减少汽车尾气对环境的污染。
汽车尾气催化剂成分
汽车尾气催化剂是一种通过化学反应来减少车辆尾气中有害气体的装置。
尾气催化剂由于其重要的环保作用，被广泛应用于汽车尾气净化系统中。
尾气催化剂的主要成分包括三种催化剂：铂、钯和铑。
它们通常以微米级别的颗粒存在于陶瓷基底上，以增加反应表面积，从而提高反应效率。
此外，还有一些辅助成分，如氧化铝、氧化锆和稀土元素等，它们的作用是增强催化剂的稳定性和耐久性。
催化剂的作用是通过化学反应将有害气体转化为无害的气体。
例如，三元催化剂可以将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物转化为二氧化碳、水和氮气。
这些反应需要高温才能进行，因此需要发动机的高温废气来活化催化剂。
总之，尾气催化剂作为汽车尾气净化系统的重要组成部分，在减少车辆尾气中有害气体中发挥着不可替代的作用。
- 1 -。
汽油发动机的尾气净化催化剂1、满足欧Ⅳ及以上排放标准的汽油车尾气净化催化剂尾气排放特征:常规污染物为HC，CO，NOx，尾气温度有时超过1000℃以上，高空速（30,000－100,000h-1）, 高水蒸气（10％左右）浓度和SOx存在的极端条件下具有高活性和10万公里耐久性要求,且要求低贵金属。
欧Ⅵ及以上排放标准采用密偶催化剂（CCC）+三效催化剂(TWC)。
1）密偶催化剂（CCC）:靠近发动机、解决发动机冷启动时尾气排放。
主要功能是降低冷启动时HC的排放量, 大部分HC是冷启动时排出的,这时催化剂未达到起燃温度不能进行反应和发动机启动时处于富油工况，氧化过程因贫氧而不完全。
其关键是催化剂的低温活性、高温稳定性、抑制CO的转化和HC的高转化率。
2）三效催化剂（TWC）：在密偶催化剂（CCC）后，低贵金属，高性能及高温抗老化性（10-16万Km耐久试验）。
3）组成：●基体：陶瓷蜂窝体或金属蜂窝体●催化剂载体：氧化铝、储氧材料等●助剂：ZrO2, La2O3等辅助材料●活性组分：Pt、Pd、Rh等贵金属4）尾气净化催化反应原理：HC+O2 ® CO2 +H2O (1)CO+O2® CO2 (2)NO+CO ® N2+CO2 (3)NO+HC ® CO2+N2+H2O (4)NO+H2® N2+H2O (5)CO+H2O ® CO2+H2 (6)HC+H2O ®CO+H2 (7)空燃比控制好才能保证最佳反应效果，每个反应都需两种反应物，λ=1，才能保证所需的各种反应物的量是合适的，净化效果最好，若空燃比偏差增大，净化效果急剧下降，甚至不能净化。
应用领域：轻型汽油车新车配套及在用车改装2 、满足国Ⅲ及以上排放标准的摩托车尾气净化催化剂尾气排放的特征：常规污染CO 、HC 、NOx，成分复杂，温度高，空速大，对催化剂的要求非常苛刻。
三元催化剂标准
三元催化剂（TWC，Three-Way Catalytic Converter）是一种用于汽车尾气净化的催化转化器，主要用于同时减少氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放。
各个国家和地区都可能有相关的标准和规定，这些标准通常由相关的汽车排放控制机构或标准制定组织负责。
以下是你可能要查找的一些与三元催化剂相关的标准：
1.美国标准：
•在美国，联邦环境保护局（EPA）负责管理汽车排放标准。
你可以查阅相关的《清洁空气法案》（Clean Air Act）以及
EPA发布的有关三元催化剂的技术标准和要求。
2.欧洲标准：
•欧洲汽车排放标准通常由欧洲委员会颁布。
查找欧洲排放标准的最新版本，并检查其中关于三元催化剂的规定。
3.中国标准：
•中国国家标准可能包括对三元催化剂性能和排放的规定。
查找由中国国家标准化管理委员会（SAC）发布的相关标
准。
4.其他国家标准：
•其他国家和地区也可能有自己的汽车排放标准，例如日本、韩国等。
查找这些地区的相关标准文件。
请注意，由于标准可能会定期更新，建议你查阅最新版本的标准
文档以确保你获取的是最准确和最新的信息。
最好的途径是直接联系相关的标准制定机构或汽车排放控制机构，或者查阅其官方网站。
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型和还原型两部分。
氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下：2CO+O2→ 2CO2 ……①4HC+5 O2→4 CO2+2H2O ……②2NO+2CO →2CO2+N2 ……③HC+NO2→ CO2+H2O ……④HC+CO→ N2+CO2+H2O……⑤3NO+2NH2→ 2N2+3H2O ……⑥2NH2→ N2+3H2O ……⑦还原型催化剂主要催化NOx的还原反应：2NO+CO →N2+CO2 ……⑧2NO+H2→ N2+2H2O ……⑨2NO+HC→ N2+H2O+CO2 ……⑩NO和H2反应除生成无毒的N2和H2O外，尚有所不希望发生的副反应：2NO+5H2→ 2NH2+H2O2NO+H2→ N2O+2H2O因两种反应要求的化学环境不同，故早期的催化剂将两者分立。
后来由于发动机的改进，实现了可使两种功能兼容的化学环境；由于催化剂制备技术的改进，使氧化与还原两种活性中心共存于同一个催化剂上，最终出现了三效催化剂TWC(three-way catalyst)。
目前最常用的催化器是使用蜂窝型催化(honeycomb catalyst)，载体是陶瓷蜂窝体，其外附载有高比表面积的氧化铝涂层，其上再浸渍活性组分。
所以，汽车尾气净化催化剂主要由载体、涂层及活性物质三部分组成。
1.2汽车尾气净化催化剂结构组成。
1.2.1 载体催化活性组分要担载在高比表面的载体上,才能很好的发挥作用,载体的选择对催化剂活性有很大影响。
早期的载体是以活性氧化铝、硅氧化镁、硅藻土为原料制得的颗粒物,表面积大,使用方便,但存在压力降和热容大、耐热性差、强度低和易破碎等缺点,故80年代后逐渐被蜂窝陶瓷载体所取代。
蜂窝陶瓷载体也叫作整体载体,由许多薄壁平行小通道构成整体,具有气流阻力小、几何表面大、无磨损等优点。
堇青石载体由于热膨胀系较低,抗热冲击性突出而被广泛用作汽车尾气催化剂的载体。
目前所用的汽车催化剂的载体95%为蜂窝堇青石陶瓷体,其原材易得、费用较低以及总体性能良好。
另一种整体式载体是将Ni-Cr、Fe-Cr-Al或Fe-Mo-W等合金压成波纹状而制成的整体型合金载体,相比陶瓷蜂窝载体有更高的热稳定性。
目前这种金属载体主要用于对汽车尾气排放要求十分严格的国家,如日、美的出口汽车上。
金属载体的使用对降低汽车排气阻力十分有利,明显改善了动力性能,提高尾气净化效率,同时延长了净化器的使用寿命。
1.2.2高比表面的涂层(也叫第二载体)活性涂层附着于载体的表面,它的作用是提供大的表面积来附着贵金属或其它催化成分。
堇青石载体的比表面较低,一般只有1m2/g左右,须涂敷一层高比表面的涂层,涂层材料通常采用γ-Al2O3,它具有很强的吸附能力和大的比表面积,但在高温条件下会发生相变,转变为α- Al2O3,比表面积降低。
为了抑制Al2O3的相变,通常加入Ce、La、Ba、Sr、Zr等稀土元素或碱土元素氧化物作为助剂。
1.2.3活性组分尾气催化剂的活性组分可分为贵金属和非贵金属两种类型。
贵金属类以Pt、Rh、Pd最为常用。
Pt组分在催化剂中主要起氧化CO和HC的作用,它对NO有一定的还原能力,但CO的浓度就较高或有SO2存在时, 它的效果没有Rh好。
Rh组分是催化还原NOx的主要成分,在有氧时,得到唯一的还原产物N2；无氧时,低温下的主要还原产物是NH3,高温下的还原产物主要为N2。
此外,Rh对CO的氧化和烃类的水蒸气重整反应也有重要作用,Rh的抗毒型较Pt差。
Pd组分主要用来转化CO和烃类,对于饱和烃类效果稍差,抗Pb、S中毒能力差,易高温烧结,与铅形成合金,但它的热稳定性较高,起燃性好。
汽车尾气三效催化剂中,各种组分的作用是相互协同进行的。
非贵金属活性组分主要以过渡元素氧化物及其尖晶石、钙钛矿结构复合氧化物为活性组分。
但由于单组分氧化物耐热性能差、活性低、起燃温度高,在使用上受到限制,一般采用多组分的配方和适当的制备技术。
1.2.4助剂助剂本身是一些没有催化作用或活性较低的添加物,能大大提高催化剂的活性、选择性和寿命。
CeO2是汽车尾气净化催化剂最主要的助剂,其主要作用有：贮存及释放氧；提高贵金属的分散性,抑制贵金属颗粒与Al2O3形成无活性的固溶体；提高催化剂的抗中毒能力；增加催化剂的热稳定性等。
Summers和Ausen对铈和贵金属的相互作用进行了研究,在Al2O3担载的新鲜的Pd、Pt贵金属催化剂中,增加CeO2的量,Pt的表面分散性下降；而Pd的表面分散性与CeO2的负载量无关。
1.3催化剂的制法(1)机械混合：采用机械搅拌的方法将催化剂的活性固体组分与载体混合在一起构成催化剂。
此种方法简便，但制备的催化剂效果不佳。
(2)浸渍法：采用载体浸泡在活性组分的盐溶液中，蒸发，灼烧而使活性组分附着在载体上。
此种方法能使活性组分在载体表面高度分散，具有较好的催化性能。
(3)离子交换法：此种催化剂载体一般为沸石，沸石在使用前先用铵盐或矿酸进行离子交换，则沸石上被引入氨离子或氢离子，然后将其放入一定量活性组分配成的离子溶液，将活性离子交换到载体上。
这种方法使活性组分的分散度更好, 催化活性更高，但制备较费时间。
(4)沉淀法：沉淀法是在含金属盐类的溶液中加入沉淀剂，生成水合金属氧化物或碳酸盐的结晶或凝胶，再通过进一步分离、洗涤、干燥而得活性组分。
此法适用于负载量较大的催化剂。
(5)其他：将活性组分附着到载体上的方法较多，例如，将浸渍与机械混合联合起来、柠檬酸络合法、水热生晶法等。
二、国内外研究状况2.1国外研究状况2.1.1氧化型催化剂20世纪70年代中期到末期的汽车排放法规只要求控制CO与CH的排放，发动机尚未使用化油器开环系统，由于机械地固定A/F比到理论值，不能随工作状况的变化而自动地调节，在这种状态下，通过将A/F比调到15左右，在富氧状态下装上氧化型催化剂，可使CO与HC的转化率达到90﹪，但NOx 的转化率比较低。
这一时期使用的主要是贵金属型催化剂，以铂、钯为活性组分。
通常以二者形成的合金态使用，铂:钯=7:3，总载量0.12﹪左右。
贵金属催化剂有致命的弱点，那就是它怕铅中毒。
因此，为了有效地使用贵金属催化剂，必须改变燃油的结构，实行汽油的无铅化。
2.1.2双金属催化剂20世纪70年代末到80年代中期，随着美国EPA提出对NOx的排放实行控制，氧化型催化剂己不能满足要求。
出现了铂、铑三效双金属催化剂。
20世纪70年代末至80年代初出现的是双床式铂、铑催化剂，催化剂的氧化还原反应是分段进行的，前段使用还原型蜂窝催化剂，后段使用氧化型蜂窝催化剂，两段中间补充空气。
这种设置可使还原反应与氧化反应分别在有利于自身的化学气氛中进行，但该种催化器结构复杂，操作麻烦，且NOx还原后有可能重新被氧化。
1980-1985年，Pt-Rh三效催化剂开始用于电喷闭环装置，将A/F控制在窗口范围内，CO、CH和NOx的转化率可达80-90﹪以上。
典型催化剂的Pt-Rh总负载量为0.1-0.15﹪，Pt:Rh=5:1，涂层中加入碱土和稀土元素，稳定催化剂结构并与贵金属协同产生卓越的储氧功能。
但在高温时，Rh与表面涂层中的Al2O3和CeO2发生化学作用，导致催化剂在还原气氛时对NOx的还原活性下降。
2.1.3三金属催化剂20世纪80年代中期到90年代初，开始使用新一代的Pt-Rh-Pd三效催化剂。
这一代催化剂相当于在一个Pd催化剂上再安置一个标准Pt-Rh催化剂。
此结构中，钯在内层有更好的耐热稳定性；铑在外层更有利于NOx的还原；铂在钯铑间起积极的协调作用。
故催化剂的性能有了明显改善。
随着汽油质量的提高，催化剂的使用寿命也大大延长，且每升催化剂中贵金属的总量已下降到0.6-0.8g。
据介绍，Engelhard开发的Tri-Metal催化剂在使用16万公里后，转化率仍可达CO 85﹪，HC 90﹪和NOx95﹪，显然可满足更高的环保要求。
2.1.4三效钯催化剂20世纪80年代末，福特公司推出了三效钯催化剂，这种钯催化剂要求氧化铝和稀土氧化物与过渡金属氧化物形成有机的协和体，钯在其中发挥主导作用，通过采用特殊措施使材料具有特定结构从而使高温下的活性得以稳定。
实验表明，单独Pd基催化材料在1200℃的热冲击下，催化活性依然良好。
目前，这种催化剂还在进一步研制之中。
Englhard公司研制了一种双层Pd基催化材料。
底层由Pd和Ce构成，顶层由分散于涂层上的Pd构成。
两层中都添加廉价金属氧化物以产生稳定作用，并提高Pd的活性。
顶层提供低温催化活性；Pd-Ce层提供高的储氧能力以保证高温催化活性。
Pd在423-823℃温度范围内对，HC、CO和NO的同时转化具有活性。
2.1.5NOx存储还原型三元催化材料这种催化材料由贵金属、碱金属或碱土金属、稀土氧化物组成。
基本原理是：富氧条件下NOx首先在贵金属上被氧化，然后与NOx存储物发生反应，形成硝酸盐。
