《环境催化学》PPT课件

《《环境催化学》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、柴油车排放污染颗粒物和氮氧化物控制研究进展与发展柴油车产业发展的必要性柴油车尾气排放污染现状柴油车尾气后处理技术催化剂的开发利用主要内容柴油车产业发展的必要性(1)国外：存在车用动力柴油机化的态势上世纪70年代，欧洲和日本基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化；目前，欧洲轿车年产量中40%已采用柴油发动机,在法国、西班牙等国家高达50%以上；据预测，2001－2014年，全球汽车销量将增长39％，其中汽油车增长23％，柴油车增长97％。柴油机是环境友好的发动机柴油车产业发展的必要性(2)国内：呼吁环境友好的柴油机技术减少对石油进口的依赖，

2、减少CO2排放，建立能源节约型社会；现状：2004年国内共销售柴油轿车12654辆，仅占所有轿车销量225万辆的约0.6%；《中国柴油技术和柴油车发展政策研究执行报告》建议，柴油轿车的比例上升至2020年的30%。柴油机排气中的有害成分主要是微粒、氮氧化物、硫化物、CO,HC等。柴油机使用的混合气的平均空燃比较理论空燃比大，所以Go和HG的排放量比汽油机要小，氮氧化物的排放量与汽油机相当，颗粒物的排放量要大得多。柴油机尾气概述柴油机尾气净化概述柴油机排气的有害成分主要有CO,HC,NOX,硫化物及颗粒物等。柴油机排放控制的难点是NOX和颗

3、粒物的控制。柴油机的尾气净化分为前处理，机内净化和后处理净化。催化剂的开发利用经过多年的实践总结，汽车尾气用催化剂研究发展的方向是:提高催化剂的低温活性和耐高温性.提高催化剂抗硫磷的中毒能力，使催化剂处于较高的活性状态，设法减少贵金属用量以降低催化剂成本，研究催化剂高效耐用的载体等。在催化剂性能改进方面，不断改进贵金属催化层构造及载体的多孔化与薄壁化，并且使用具有多种功能的复合型催化剂，开发具有双功能的催化转化器。改进现行催化剂基质的制作工艺，改进载体与基质的涂覆工艺及活性组分的担载工艺等，使催化剂在活性、抗热冲击性及寿命方面有新的突破。

4、（1）三元催化剂的发展催化剂是转化器的主体，它直接决定着汽车尾气的净化效果。近年来，三元催化剂的研究取得了很大的进展。1978年以来美国Engelhard公司、JohnsonMetthey公司和德国Degussa公司先后推出能同时有效去除尾气中CO,HC和NOX贵金属三元催化剂，20世纪80年代中期，其制备和应用技术已趋成熟。贵金属三元催化剂以蜂窝状茧青石为载体，以Y_Al2O3为涂层，贵金属Pt,Rh,Pd为活性组分，以Ce,La,Ba等元素为助剂，通过浸渍方法制成。Pt和Pd主要是作为CO和HC氧化反应的催化活性组分，Rh的作用主要是

5、提供对NOX的还原活性，同时对CO和HC的氧化反应也有活性。Al2O3场中La和Ba的加入能提高其热稳定性;Ce不仅能提高载体的热稳定性，而且具有储氧功能。我国学者刘长林等研究了稀土氧化物一Pd催化剂对CO的作用，发现稀土元素因其4f电子轨道近于半满状态所表现出的特殊催化性能使这类元素有望与Ce一起成为储氧物质。（1）三元催化剂的发展贵金属催化剂的发展趋势是在保证催化活性的前提下尽可能降低贵金属含量，以达到较低的成本。由于Pd的资源比Pt和Rh丰富且价格低廉、耐热性好，因此研制新型的Pd催化剂具有重要意义。研究发现La2O3的加入能改善P

6、d对NOX的还原性。国外报道研制出了一种双层Pd基催化剂，上层由分散于Al2O3涂层上的Pd构成，可提供低温催化活性，下层由Pd和Ce构成，Ce的高储氧能力用于保证催化剂的高温催化活性，两层中都添加廉价金属氧化物以产生稳定作用，并提高Pd的活性。这类双层Pd基催化剂不仅起燃快而且耐高温，特别适合用作降低汽车冷启动排放的前置催化剂，因此，降低该类催化剂的成本将加速实现汽车的低排放和超低排放。(2)稀土催化剂的发展稀土化物催化剂、稀土一碱金属一微量贵金属催化剂。稀土本身在催化反应中并没有活性，但它与过渡金属氧化物相作用能显著提高活性。由于稀土

7、元素具有高的储氧能力、可促进贵金属催化活性、能提高催化转化器抗铅和硫中毒性能等特点，加之稀土催化剂在成本上的巨大潜力，国内外自20世纪70年代起对车用稀土催化剂的开发从未间断。1971Ubby提出用钙钦型复合氧化物代替贵金属作为汽车尾气净化的催化剂。1884年林培谈等研制成KHW和CPK型两类含稀土的多元复合氧化物催化剂，在活性、热稳定性、强度及抗SO2中毒方面均已达到实用指标。1985年李碗等研制出了具有钙铁矿结构、含稀土元素的催化剂，具有抗水蒸气、耐高温的优点。1990年林培炎等又研制出以过渡金属、稀土氧化物为活性组分的催化剂，对含铅

8、汽油有较好的稳定性，且具有高抗硫中毒能力。目前应用较广的主要是稀土钙钦矿复合型氧化物催化剂，其对催化剂包括稀土一碱金属复合氧CO,HC的转化活性较高，具有较好的抗铅中毒能力、价格低、启动温度低