汽车尾气催化净化过程综述.doc

汽车尾气催化净化过程综述 （东南大学 南京 211189） 摘要：本文从汽车尾气催化净化过程简介、催化剂的选择与评价、催化剂的制备方法、催化净化原理和机理、催化净化动力学和催化净化装置的选择和设计六个方面来说明汽车尾气催化净化的过程，其中包含了必威体育精装版的汽车尾气催化动力学进展。 关键词：汽车尾气；催化剂；催化机理；催化动力学 A review about catalytic purification of automobile exhaust Chuanxian Xin 112232 （Southeast university, Nanjing, 211189） Abstract: This paper is a summarize about the catalytic purification of automobile exhaust, which contains six aspects, as follows, the brief description about the catalytic purification process of automobile exhaust, the selection and evaluation of catalyst, the preparation methods of catalyst, catalytic cleaning principle and mechanism, the election and design of catalytic purification equipments. It also includes the latest catalytic kinetic progress. Keywords: automobile exhaust, catalyst, catalytic mechanism, catalytic kinetic 随着汽车业的发展，由汽车排出的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和固体微粒对大气造成越来越严重的污染。研究表明[1]：大城市中40%以上的NOx、80%以上的CO和70%以上的HC来自于汽车尾气污染。由这些污染物产生的酸雨和光化学烟雾对人类赖以生存的环境造成巨大危害。因此，汽车尾气的净化已受到全球范围内的高度重视，而采用催化净化技术进行汽车排气后处理是目前减少汽车排放污染的主要措施，这种措施能将汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物转化为二氧化碳、水和氮气，将其对环境的影响降到最低。最近的研究表明[2]：不仅汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物会对人类的健康造成威胁，尾气中的颗粒物（PM）也是对人类健康产生危害的另一大因素。因此，有效控制颗粒物的排放，特别是PM2.5的排放，这对汽车尾气后处理技术提出了更高的要求。 综上所述，汽车尾气催化净化过程对人类的健康有重大的意义，也是各国争相研究的领域之一，我国在汽车尾气催化净化方面起步较晚，催化净化技术与发达国家相比还有一定的差距。因此，研究汽车尾气催化净化技术对我国来讲尤为重要。 一、汽车尾气催化净化过程简介 1.1汽车尾气中气体成分的催化净化过程简介 汽车尾气的催化净化技术的研究始于20世纪50年代，汽车尾气的催化净化是利用化学催化剂，将有害成分CO、HC和NOx进行化学反应，将它们转化为无害的CO2、H2O和N2。要求这种催化净化处理方法能在广泛的温度范围内将排气中的有害排放物降至最低，在一些排放法规要求较严的国家生产的车辆上均安装了含有这种催化净化技术的装置。 1.1.1汽车尾气催化净化机理简介 汽车尾气催化净化方法从机理上可以分为以下三种[3]： （1）催化氧化法 通过一段氧化型催化剂床，利用排气中残留的或另外供给二次空气中的氧气，使尾气中的CO、HC完全氧化生成CO2、H2O，此法不能除去NOx。其反应过程如下： （2）催化还原法 通过一段还原型催化剂床，利用排气中的CO、HC和H2等作为还原剂，使氮氧化物还原成N2。其反应过程如下： （3）三元催化净化法 这是使用同时具有氧化、还原性能的三元催化剂净化处理CO、HC、NOx的一种方法。其反应过程如下： 对三元催化反应来说，最重要的是需要保持比较精确的空燃比。因为三元催化净化法虽然可同时除去CO、CH、NOx，但要使三种有害成分同时有高的净化率，必须将空燃比值控制在一定范围内。 1.1.2催化剂简介 汽车尾气催化净化反应中所选用的催化剂，按化学反应机理可将催化剂分为氧化催化剂、还原催化剂和三元催化剂三种。氧化催化剂能促进CO和HC的氧化反应；还原催化剂能促进NOx的还原反应；三元催化剂能在理论空燃比为中心的某一狭小范围内同时促进CO和HC氧化反应及NOx的还原反应。按催化剂的活性组分可将催化剂分为贵金属