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］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·
属性
网孔密度/Cp si 壁厚/mm
单位体积几何表面积/m 2·m -3有效截面/%热导率/W ·（m ·K ）-1
质量热容/J ·（kg ·K ）-1
比热/J ·（L ·K ）-1
金属载体
4000.04370091.414500301
陶瓷载体
4000.16210076.01.6751089450
大提高燃料的燃烧速率；同时使等离子化空气中的氧粒子比其中性的氧分子反应能力强，这样可以使
HC ，CO 得充分氧化，从而大大减少有害气体的生
成，这样不仅可以节约能量，且在一定程度上能降低污染物的排放量[7]。
1.2机外净化技术
机内净化只能减少有害气体的生成量，不能除
去已生成的有害气体，因此净化效率不高[8]。通常人们更关注的是机外净化技术。催化净化是目前研究与应用最多的机外净化方式。
机外净化是指利用发动机外净化反应装置，在尾气排出气缸进入大气之前，将CO ，HC 和氮氧化物转化为无害气体的过程[9]。机外净化是通过安装热反应器，一次反应器，催化转化器等装置以对排出的气体进行一次处理或净化[10]。机外净化采用的主要方法是净化催化法、分催化燃烧法和三效催化法等，其中三效催化技术最为有效，也是当前用得最多的催化方法。
1.2.1三效催化技术
三效催化技术使用一种催化剂同时催化和控制排气中的CO 、HC 和NO x 。三效催化剂由4个部分组成：载体、高度多孔的活性氧化铝层、活性组分以及助剂[11]。
载体在催化剂中的作用是提供有效的表面积和合适的微孔结构并应具有好的机械强度及热稳定性，起活性中心的作用并能节省活性组分的用量。目前常用的载体有堇青石陶瓷蜂窝载体和金属蜂窝载体（见表1），其中堇青石蜂窝载体有一定的机械强度，同时耐高温、耐腐蚀。
由于载体比表面积尚不能满足催化剂的要求，因此，通常在载体表面加覆一层活性氧化铝涂层，以提高载体的比表面积，改善催化剂的活性和选择
性，保证活性组分的分散度和均匀性，提高催化剂的热稳定性，降低成本。
活性组分是催化剂中起主要作用的物质，催化剂活性物组成分为贵金属活性物如铂（Pt ）、钯（Pb ）、铑（Rh ），非贵金属活性物如钴（Co ）、铜（Cu ）、锰（Mn ）、铁（Fe ）以及稀土金属如铈（Ce ）、镧（La ）、镨（Pr ）、钕（Nd ）三种，铂主要用来加快CO 和HC 转变为CO 2和H 2O ，而铑主要用来加快NO x 转化为N 2O 。而添加少量非贵金属的单钯催化剂比同等价格的铂，铑催化剂性能更优越。
助剂存在于氧化层，由碱金属、碱土金属和过渡金属的氧化物组成，可提高催化剂的活性，增强催化剂的选择性，延长其寿命以及减少贵金属的用量等。一般选用的助剂有氧化锆（ZrO 2）、氧化钛（TiO 2）、氧化钙（CaO ）等。近年来选用稀土金属氧化物（如铈、镧的氧化物CeO 2和La 2O 3）较多。
稀土金属因其独特的物化性质，在汽车尾气净化催化剂中起着很大作用。（1）降低表面活化能，提高反应速度。（2）提高催化剂载体的热稳定性和机械强度。（3）催化剂的储氧能力。稀土Ce 助剂为控制空燃比提供了一种储氧作用。胡玉才[13]和赵建军[14]综述了CeO 2和Ce x Zr
（1-x ）
O 2固溶体在汽车尾气净化
催化剂中的作用。认为传统三效催化剂中CeO 2高
温下易发生烧结而降低或失去储氧能力。而加入锆所形成的Ce x Zr （1-x ）O 2固溶体具有良好的抗高温老化性能、低温还原性能和较高的储氧能力，可以作为新一代三效催化剂的关键材料。
1.2.2低温等离子体处理技术
目前，低温等离子体技术被用于废气处理的研究备受关注。低温等离子体技术具有净化效率高、能耗低以及无二次污染等特点，发展前景广阔。美国汽车工程协会（SAE ）将低温等离子体汽车尾气排放控制技术列为2000年世界汽车工业十大技术之一[15]。在常压下获得低温等离子体的办法有直接电晕、脉冲电晕以及介质阻挡放电（无声放电）（Dielectric Barrier Discharge,DBD ）等，其中脉冲电晕和DBD 产生的电子能量较高、应用前景较好。强电流所形成的低温等离子体中含有大量高能电子，离子，激发态粒子，其平均能量高于一般气体分子分解，分解电离，分离附着等过程所需要的激励能量。
1998年M.Dors 等[16]人进行了直流偏压叠加脉冲电
晕放电，通过加湿的静电集尘器脱除NO x 的研究，
注：Cp si ：网孔数/英寸2（1英寸2=6.4516cm 2）
表1
蜂窝状金属载体和陶瓷载体的物理参数[12]
周逸潇等：汽车尾气污染的净化处理技术第23卷第6期55
