汽车尾气净化三元催化剂.pdf

汽车尾气净化三元催化荆 谭克勒 (天津化工研究设计院) 众所周知，汽车尾气是造成大气污染的主要原因，随着环保法规的日益严厉及人 们环保意识的加强，汽车尾气的治理已迫在眉睫。北京市已于1999年1月1日施行新 的汽车尾气排放标准，国家也将于明年1月1日施行GB14761-1999标准，要达到这些 新的标准，新生产的汽车必须采用闭环电喷发动机并采用汽车尾气净化催化系统，因 此，开发高性能的汽车尾气催化剂在中国有广阔的市场前景。 化工部天津化工研究院是原化工部的催化剂及载体基地，自70年代初开始研究催 化剂及载体，已有二十多年的历史。造就了一支近百名技术人员的、具有丰富经验的 催化剂及载体的研究、开发和生产的科研队伍，在催化剂及载体的基础研究和产品开 发方面积累了大量的经验、资料和标样;已有多种载体和催化剂工业化，产生了巨大 的社会效益和经济效益;院内载体中试车间拥有包括载体及催化剂制备多种工序的中 试装置;院物化测试中心拥有包括电子显微镜、x一光衍射仪、富立叶红外光谱仪、色 谱一质谱仪等大型测试仪器，及比表面测定仪、机械强度测定仪、颗粒粒度分析仪等 催化剂及载体专门测定仪器。建立了三套催化剂评价装置和程序升温还原，程序升温 硫化等催化性能研究装置。 近年来在催化剂及载体方面获得多项成果及发表论文数十篇，获国家级和部 (市) 级科技进步奖七项。主要成果有:TAC-01氧化铝载体用于镍系、钻一铝系及贵金 属等催化剂，获化工部科技进步三等奖。TAD一01氧化铝干燥剂系列获化工部科技进 步二等奖。TAC-09氧化铝载体制钨催化剂用于合成甲醇中二甲醚氧化获山西省科技 进步二等奖。TAC-16氧化铝载体用于乙烯氧化制环氧乙烷银催化剂，获中国石化总公 司科技进步一等奖、国家科技进步二等奖，并在国内外申请专利7项及获1993年中国 专利优秀奖.三聚氰胺用催化剂获天津市科技进步二等奖。细颗粒Si处载体系列用于 苯酥催化剂、异戍二烯等催化剂。其他还有各类氧化铝、硅胶、二氧化钦、硅一铝、 硅一钦、硅一铝一镁等复合载体。现我院正在进行的国家科委及部级催化剂及载体工 业化研究课题8个，其中有三个居世界领先水平。在催化剂开发方面完成了甲醉合成 催化剂的小试、中试和工业生产，并已得到了推广应用。近几年改进、提高的加氢脱 硫催化剂、甲烷化催化剂其性能均优于目前使用的催化剂。 近几年我们通过联合国无偿援助项目，在催化剂及载体研究、开发方面己派出10 名技术人员赴国外著名的催化剂研究实验室培训，其中包括专门从事汽车尾气净化催 化剂的研究，学习和积累了一定的经验。同时，我们还定期邀请国外著名的专家教授 来我院讲学，了解和掌握国外在此领域的必威体育精装版发展动态。 贾 卜!,;妇n — — — 作为化工部无机盐中心，天津化工研究院四十年来无机盐研究开发经验，也为催 化剂及载体研究工作打下了坚实的基础。 天津院自1982年开拍丛事汽车晃气净化催化剂及载体的研制，采用粒状催化剂， 在实验室筛选出贵金属和非贵金属净化催化剂，CO转化率达85%以上。由于法规不健 全，未能推广，只是发表了论文。到90年代初觉国际上环保立法要求提高的影响，国 内对汽车尾气的处理再次受到重视，我院又重新启动此项研究，并且进行了汽车行车 试脸。经过环保局测定效果良好。有的单位希望转让此项技术，但同样因环保法规不 健全未能实施。1994年我院振出数名年轻科技人员到国外著名的催化实验室进修，回 院后重点开展了董青石蜂窝状载体及其涂层的研究，并于96年承担天津市科委的导向 性重大科技攻关项目 “新型汽车尾气净化催化剂及徐层”项目，使我院汽车尾气净化 催化剂的研究开发进入了一个新的阶段。 目前，我们已开发出了汽车尾气净化催化剂制备新工艺，该新工艺制备的催化剂 经中国汽车技术研究中心及天津汽车工业公司研究所检测，其性能达到国外同类产品 水平。新工艺同时具有操作方便，性能控制稳定，与国外产品相比较有较大的价格优 势。 该催化剂在许多方面有创新之处: 1)采用了商性能的氧化铝载体材料:根据我院研究开发氧化铝载体的经验，按照 汽车尾气催化剂的特殊需要，开发了具有高的耐高温性能及最适合孔结构的氧 化铝: .2)采用了具有高储氧/释氧性能的稀土氧化物