汽車尾氣催化劑凈化文獻(xiàn)綜述

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1、文獻(xiàn)綜述學(xué)院：專業(yè)：班級：學(xué)號：姓名：文獻(xiàn)綜述課題：汽車尾氣凈化催化劑摘要:隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展和機動車擁有量的快速增長，汽車尾氣污染給城市環(huán)境帶來巨大的影響，而汽車尾氣凈化催化劑對此有著巨大作用，本文綜述了其發(fā)展過程,分析了不同情況下催化劑對汽車尾氣的轉(zhuǎn)化情況,展示了汽車尾氣催化劑的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞:汽車尾氣;凈化;催化劑;正文：1.凈化催化劑的必要汽車尾氣污染治理概述隨著空氣污染問題的日益突出,大氣污染問題越來越受到人們的重視。大氣污染主要來源于兩方面:第一,化石燃料(主要是煤和石油)的大量使用以及工業(yè)生產(chǎn)過程

2、,這是造成大氣污染的主要原因。例如煤燃燒過程中排放的SO2和NOX是形成酸雨的兩種最主要的氣體污染物;垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英(dioxins)等一些有毒有害污染物,在很低濃度時就會危及人類健康和生態(tài)環(huán)境。第二,機動車排放造成的空氣污染正在日益加劇,例如洛杉磯出現(xiàn)的嚴(yán)重光化學(xué)煙霧,就是由于機動車排放的NOx和HC化合物在大氣中經(jīng)過一系列的光化學(xué)反應(yīng),生成臭氧等多種氧化性很強的物質(zhì)造成的。隨著我國城市空氣污染問題的日益突出,汽車排放污染正越來越受到人們的關(guān)注。汽車排放廢氣已成為我國大中城市大氣環(huán)境的主要污染源之一,汽車排放的污

3、染物主要來源于內(nèi)燃機,其有害成分包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化合物(NOx)、硫氧化合物(SOx)和臭氧(O3)等,其中CO、HC及NOx是汽車污染控制的主要大氣污染成分。汽車尾氣對人類的健康危害很大,例如CO會降低人體血液的輸氧能力,抑制思考,使人反應(yīng)遲鈍,引起睡意;濃度很高時會出現(xiàn)頭痛、昏昏沉沉的癥狀,甚至可以致死。NOx主要導(dǎo)致酸雨和光化學(xué)煙霧,在水系中的沉降會造成富營養(yǎng)化;其中二氧化氮(NO2)可以引起胸部繃緊,降低肺功能,使呼吸道對室內(nèi)塵埃過敏,通過破壞其自然凈化功能,可能增加濾過性毒菌的易感

4、性,降低人體對感染的抵抗力。揮發(fā)性有機物,如多環(huán)芳烴(PAH)、苯系物、烯烴等,是光化學(xué)煙霧形成的前體物。而苯已被證明是致癌物,認(rèn)為即使是微量的苯,對人體健康也是有害的。SOx是形成酸雨的主要成分,嚴(yán)重污染河流、湖泊等水系,殃及野生動植物的生存安全,破壞生態(tài)系統(tǒng)的自然酸堿平衡。2．車尾氣凈化催化劑發(fā)展概況汽車尾氣凈化催化劑(1)一段凈化法:一段凈化法又稱為催化氧化法,使用鉑、鈀或兩者混合來提高尾氣中HC、CO同氧氣的反應(yīng)速度,從而降低HC和CO的污染物排放。這個反應(yīng)在通常條件下進(jìn)行得很慢。催化劑的效率取決于它的溫度、混合

5、氣的空燃比和尾氣中碳?xì)涞慕M成。易反應(yīng)的碳?xì)浠衔?如甲醛和烯烴)比不易燃燒的碳?xì)浠衔镅趸矢?。短鏈的烷烴,比如甲烷、乙烷和丙烷屬于最不易反應(yīng)的碳烴化合物,很難被氧化。(2)兩段凈化法又稱催化氧化-還原法,采用兩個反應(yīng)器,汽車排出的氣體先通過第一段凈化反應(yīng)器,排氣中的CO將NOx還原為氮氣;出來的氣體接著通過第二段反應(yīng)器,將CO和HC氧化為CO2和H2O。(3)三元催化法:三元催化法是采用同時對CO、HC和NOx有催化作用的三效催化劑,利用排氣中的CO、HC將NOx還原為氮氣。三效催化劑通常使用鉑、鈀和銠的組合。除了加

6、速一氧化碳和碳?xì)浠衔锏难趸?鈀和銠還加速一氧化氮還原成氮氣和氧氣的反應(yīng)。為了高效除去氮氧化物,需要富燃或等量的空燃比(若空氣與燃料的混合氣中剛好有足夠的空氣供燃燒,使得空氣和燃料都無剩余,這種狀態(tài)叫化學(xué)當(dāng)量平衡,此時的空燃比叫理論空燃比。3．化劑的制法(1)機械混合采用機械攪拌的方法將催化劑的活性固體組分與載體混合在一起構(gòu)成催化劑。此種方法簡便,但制備的催化劑效果不佳。(2)浸漬法:采用載體浸泡在活性組分的鹽溶液中,蒸發(fā),灼燒而使活性組分附著在載體上。此種方法能使活性組分在載體表面高度分散,具有較好的催化性能。(3)

7、離子交換法:此種催化劑載體一般為沸石,沸石在使用前先用銨鹽或礦酸進(jìn)行離子交換,則沸石上被引入氨離子或氫離子,然后將其放入一定量活性組分配成的離子溶液,將活性離子交換到載體上。這種方法使活性組分的分散度更好,催化活性更高,但制備較費時間。(4)沉淀法:沉淀法是在含金屬鹽類的溶液中加入沉淀劑,生成水合金屬氧化物或碳酸鹽的結(jié)晶或凝膠,再通過進(jìn)一步分離、洗滌、干燥而得活性組分。此法適用于負(fù)載量較大的催化劑。(5)其他：活性組分附著到載體上的方法較多,例如,將浸漬與機械混合聯(lián)合起來、檸檬酸絡(luò)合法、水熱生晶法等。4．金屬催化劑應(yīng)用狀

8、況統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,美、日、歐凈化汽車尾氣使用的鉑銠催化劑(三氧化二鋁或陶瓷載體)已形成了7.6億美元的世界市場。進(jìn)入20世紀(jì)90年代隨著西方國家的環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格,出現(xiàn)了由使用氧化型催化劑向使用三元催化劑、提高催化劑的貴金屬含量的方向轉(zhuǎn)變,進(jìn)而導(dǎo)致鉑族金屬的用量增多。因此研制和開發(fā)不使用或少使用貴金屬的汽車尾氣凈化劑