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浅谈纳米稀土催化技术在机动车尾气净化领域中的应用

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〖2015-07-28〗 浅谈纳米稀土催化技术在机动车尾气净化领域中的应用

目前我国的机动车的动力仍是以燃油为主,由于油料燃烧不完全,尾气排出有害气体。当空燃比空气过少时,形成"浓缩燃烧",使燃油中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化不完全。当空燃比空气过多时,形成"稀薄燃烧",使燃油中的氮氧化物(NOX)还原困难。其中的(CO)、(HC)、(NOX)都是有害气体。如果汽车集中在大、中城市中应用,尾气就会造成严重的空气污染。随着科技的发展,生活质量的提高,人们对汽车尾气引起的环保问题更加关注。大多年的汽车尾气治理技术中总结出,采用机前燃油电喷加上机后催化转化技术的综合应用是治理汽车尾气污染最有效的手段之一。

稀土汽车尾气催化净化剂是解决机动车尾气排放污染控制技术的发展方向之一。到目前为止,国际上公认最有效的汽车尾气治理办法就是电喷技术和加装尾气净化器。而净化器的核心技术就是催化剂。国外主要采用贵金属作催化剂,我国用稀土部分或全部取代贵金属用于汽车尾气净化技术研究居国际先进水平,但在产业化方面刚刚开始。由于具有非常广阔的市场。

催化转化技术是由催化转化器和催化剂组成,催化转化器是由金属壳箱体、蜂窝陶瓷、减震隔热垫层组装而成,催化剂是由多金属及氧化物和添加剂构成,它被均匀的涂覆在蜂窝陶瓷上,催化剂又分为贵金属催化剂、非贵金属催化剂、稀土和少贵金属催化剂。贵金属催化剂净化效率高,但成本也高,贵金属资源获得困难,非金属催化剂成本低但净化效率差。稀土和少贵金属催化剂具有以上两种的优点又能充分发挥我国的稀土资源优势。

经国内外多年的研究和实践,稀土在汽车尾气净化过程中的作用是多方面的,由于稀土元素具有独特的储氧功能,储氧作用可以调节空燃比,稀土元素还具有变价特性,可以增加催化剂的活性。稀土元素还可以改善催化剂的抗铅硫中毒性能,同时稀土加入有助于贵金属组份在高温下有良好的弥散性及分散性,防止催化剂载体的品粒长大和烧结,增加了催化剂的热稳定性。所以由于稀土元素的加入可提高了催化剂的性能和使用寿命。稀土是我国最丰富的资源之一。其储量和产量在世界上排名第一,但国内的稀土应用量在世界上却名列第二位,稀土用于汽车的尾气净化的最大用户是美国。所以发挥我国的稀土资源优势,大力开发稀土在汽车尾气净化催化剂领域中的应用既可带动我国稀土产业化的发展,又能治理城市汽车尾气排放所带来的大气污染。对合理利用我国丰富的稀土资源,保护生态环境,实现社会、经济可持续发展具有重要的意义。

随着国民经济的发展,人民生活水平的不断提高,汽车在城市中的占有量将会越来越多。从城市的环保需要,汽车的尾气治理将是一个长期的任务。我国又是贵金属资源奇缺的国家,而我国稀土资源又极为丰富。因此发挥我国稀土资源优势,取稀土之长补贵金属之短,加强稀土催化剂技术的基础研究,大力发展稀土在汽车尾气净化剂中的应用,参与国际市场的竞争,是我们今后一项重要任务。