稀土催化劑在汽車尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用

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1、2012-2013學(xué)年度第2學(xué)期“工業(yè)催化”期末考試試卷班級(jí)：化工（2）班姓名：羅權(quán)學(xué)號(hào):P112014293電話：18298339473電子郵箱：1134838076@qq.com稀土催化劑在汽車尾氣處理技術(shù)的應(yīng)用羅權(quán)（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，蘭州，730124）摘要：尾氣凈化催化劑中加入稀土元素，不僅使催化劑的形式增加了催化活性，使催化劑的氧化一還原反應(yīng)能夠順利進(jìn)行。不僅節(jié)約了貴金屬，而且還保持了催化劑較高的催化活性。關(guān)鍵詞：稀土催化劑；汽車尾氣處理；貴金屬；尾氣凈化催化劑；ApplicationofRare-EarthCatalyst

2、inAutomotiveOff-GasTreatmentTechnologyQuanLuo(NorthwestUniversityforNationalities,Lanzhou,730124)Abstract：Tailgasclean-upcatalystbyaddingrare-earthelements,notonlymakethetypeofcatalystincreasesthecatalyticactivityofthecatalyst,andtheoxidation?reductionreactioncanbeearnedo

3、utsmoothly.Notonlysavenoblemetalsbutalsomaintainedahighcatalyticactivityofcatalyst?Keywords：rare-earthcatalyst；automotiveoff-gas；noblemetal；tailgasclean-upcatalyst；汽車的發(fā)明在很大程度上改善了人們的生活質(zhì)量，因此得到了飛速地發(fā)展。但人們也意識(shí)到汽車作為一個(gè)流動(dòng)的污染源，會(huì)給人們的生活環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。汽車尾氣中的有害成分主要為一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏?，是造成大氣污?/p>

4、主要原因之一。汽車是通過汽油的燃燒獲取動(dòng)力。在燃燒的過程中，汽油的炷類組分與空氣屮的氧反應(yīng)，生成C02和1120等主要產(chǎn)物。然而，由于各種工況原因會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒，從而導(dǎo)致未燃燒的桂類及一些醇、醛和C0等氧化中間物的排放。另外大多數(shù)化石燃料中都含有一定的硫和氮，燃燒后它們分別以SOx（S02、S03）和NOx（NO、N20、N02）排岀。汽車尾氣的污染物已成為城市空氣的主要污染源，對(duì)人類的健康造成極大的危害，也嚴(yán)重彫響了生態(tài)環(huán)境。隨著世界各國環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，汽車尾氣的排放受到越來越嚴(yán)格的限制。而汽車尾氣催化劑是控制汽車尾氣排放、減少汽

5、車尾氣污染的最有效的途徑，汽車尾氣催化劑材料通常用鉗、錯(cuò)等貴金屬材料。但由于價(jià)格昂貴，儲(chǔ)量低且易導(dǎo)致Pb、S發(fā)牛催化劑中毒現(xiàn)象，因此研制和開發(fā)的過程中很少使用貴金屬的汽車尾氣催化劑。稀土被人們譽(yù)為新材料的“寶庫”。汽車尾氣凈化催化劑中貴金屬鉗、錯(cuò)的消耗占世界總供應(yīng)量相當(dāng)大的比例。以錯(cuò)為例，汽車催化劑用銬占到世界總供應(yīng)量的80%左右，使錯(cuò)的供應(yīng)持續(xù)緊張。然而稀土汽車催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中表現(xiàn)出良好的助催化性能和功效，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。稀土催化劑具有原料易得、熱穩(wěn)定性好、價(jià)格低，適應(yīng)性高，抗Pb、S中毒，壽命長等特點(diǎn)?！?】為了降低汽車尾氣

6、轉(zhuǎn)化催化劑的成本，緩解貴金屬供應(yīng)緊張的局而。人們開展了在汽車尾氣轉(zhuǎn)化催化劑屮添加稀土元素取代部分貴金屬的研究工作，并取得了一定的成效。含稀土元素的汽車尾氣凈化催化劑價(jià)格低、熱穩(wěn)定性好、催化活性較高，而且具有較好的抗中毒能力，使用壽命長，引起人們的廣泛關(guān)注。目前國內(nèi)外已成功開發(fā)了含少量貴金屬的稀土汽車尾氣凈化催化材料，特別是用于活性涂層的稀土復(fù)合氧化物已成功應(yīng)用于汽車尾氣凈化器上，催化性能以及使用壽命都得到了大大提高。汽車尾氣凈化催化劑由載體、涂層及活性組分三部分組成，其中稀土氧化物涂層是最為關(guān)鍵的材料，是催化劑的活性、耐久性及貴金屬用量的

7、主要影響因素。研究表明，由于稀土元素特殊的電子結(jié)構(gòu)，從而使其具有特殊的物理化學(xué)性能，特別是具有特殊的光、電、磁和催化性能。稀土汽車凈化催化劑中作用的稀土主要以氧化肺、氧化錯(cuò)和氧化鋼的混合物為主，其中起關(guān)鍵作用的成分是氧化鋪。氧化缽具有儲(chǔ)氧功能，還能在貴金屬中起穩(wěn)定作用，能穩(wěn)定催化劑表面上的鉗和銬的分散性，以保持催化劑較高的催化活性。氧化瀾是改善貴金屬Pd催化性能的良好輔助材料，可增加NO的化學(xué)吸附，促進(jìn)Pd催化NO的還原活性和選擇性，促進(jìn)CO、HC與H20的反應(yīng)。[2]在稀土氧化物中，單獨(dú)使用Ce02、Pr6011等對(duì)NOx催化還原也有很

8、高的活性，由于氧化飾中飾的價(jià)態(tài)很容易在三價(jià)(Ce203)和四價(jià)(Ce02)之間轉(zhuǎn)換,因此可與氧氣產(chǎn)生良好的緩沖作用當(dāng)氧氣中的含氧量過剩時(shí)，它可吸收氧并把它儲(chǔ)存起來；當(dāng)氧氣中的氧不足時(shí)，它又把氧