關於淨化器載體在汽車尾氣處理中的應用與研究進展的論文

　　1 良好汽車尾氣淨化器必備要求

尾氣催化劑的載體就是催化淨化器，而淨化器的性能同催化劑的使用壽命、轉化效率以及對淨化器的裝配要求上都有着直接的聯繫， 會在很大程度上影響催化轉化系統的整體性能。以下是催化劑載體應當具備的理想特點:

(一)表面積充足

由於催化劑的活性成分會在載體的表面負載， 所以充足的載體表面積能夠便於活性成分得到高度的分散，使廢氣與催化劑之間的接觸面積增大， 進而使活性成分能夠提升利用的效率，使成本降低。

(二)機械強度良好

當載體不斷地承受着高温腐蝕性熱氣流的沖刷時，還必須在此同時承受由於地面不平以及氣缸振動產生的劇烈振動，因此，催化劑載體必須具備高強度的機械性能。

(三)耐高温性充足

由於汽車發動機有着較寬範圍的排氣温度，一般都會達到500℃~800℃，甚至有的時候還會超過1000℃，因此催化劑載體應當具備較高的耐温性能。

(四)熱容量與熱膨脹係數應當較低

較小熱膨脹係數能夠使催化劑在急劇變化的温度環境下不至破裂，而較低的熱容量能夠縮短達到催化劑反應所需温度的時間，進而將催化劑的催化效率提升。

(五)耐腐蝕性能良好

擁有良好的耐腐蝕性能可以使顆粒物上以及排氣成分中吸附的一些金屬氧化物降低對催化器的侵蝕，進而為催化器的使用壽命提供保障。

此外，還應當不含有能夠引起催化劑中毒的成分，也就是載體中不能含有同催化劑之間發生化學反應的成分，保障催化劑的催化作用;適合催化劑以及燃油添加機等的再生或者是電加熱再生;此外，催化劑載體還需需具有一定程度的吸水性。

　　2 淨化器載體在汽車尾氣處理中的應用

(一)AL2O3 小球陶瓷載體

當前應用最為廣泛的催化劑載體就是陶瓷載體。早期通常採用顆粒型球狀的陶瓷載對汽車進行尾氣的處理， 通常用3~4毫米直徑的γ-AL2O3 小的小顆粒進行堆砌。該載體的優點就是製備工藝簡單、表面積較大以及成本較為低廉，但是AL2O3 小顆粒狀的載體具有很大的容量，並且其填充使用的堆積式的方法，會產生很大的空氣阻力，在很大程度上影響發動機的排氣能力，作用於高温腐蝕性氣流的沖刷時就會加大磨損的速度， 進而降低使用的壽命。此外，處於高温環境中，γ-AL2O3 小會同Rh 之間發生反應，進而導致Rh 慢慢的深入到載體中，最終就會使活性降低，所以蜂窩陶瓷載體已經將這種載體逐步的取代了。

(二)金屬蜂窩載體

二十世紀七十年代， 年西德的VDM 開始了對金屬蜂窩載體的研究，到了八十年代末期，便開始了在汽車尾氣治理上的應用。相比於陶瓷材料，該結構中網眼壁厚能夠實現陶瓷材料厚度的三分之二，也就説能達到0.04 毫米的厚度，如果二者的體積相同，那麼金屬蜂窩載體的表面積將會比陶瓷蜂窩載體超出40%，在質量上能夠減輕45%，這樣一來就可以在淨化效率相同的'前提下減小催化劑的體積，令淨化器減輕質量，使活性組分的使用量減少，此外，金屬蜂窩結構中有效的截面積同堵塞截面積之間的對比度能夠達到9:1，然而陶瓷卻僅有2.5:1 的比率。當前國外應用金屬蜂窩載體的實例已經超過了400t，除此之外，還有蜂窩狀金屬網片載體，此類載體的組合僅僅使用了單獨的金屬箔，其性能同蜂窩載體較為相似。

(三)玻璃纖維載體

把玻璃纖維製作成篩子形狀的蜂窩結構，隨後塗覆活性的塗層到玻璃纖維的表面， 玻璃纖維載體具有以下幾點特徵：玻璃纖維具有極細的特點，在對其進行特殊的處理之後，便能使其編制結構擁有較大的表面積。因為玻璃纖維具有十分強的熱傳輸以及質量傳輸的能力，能夠將催化淨化器淨化的效率最大限度的提升，並且排氣阻力方面相對於整體型的催化淨化器高一些。玻璃纖維載體在對尾氣起到催化淨化以及消音的作用之外，還可以將尾氣中存在的微笑固體的顆粒過濾出去，同時還可以將這些微笑固體的顆粒然繞。需要選擇直徑大概在9μm左右的玻璃纖維堆將其編織成為篩子形狀的蜂窩結構，並且分別採取浸塗法與溶膠-凝膠法以及CVD 法，也就是化學氣相沉積法。在其玻璃纖維的表面上塗覆活性的塗層，在經過特殊的處理之後，所編織結構表面積能夠達到200m2/g，但是其密度僅有0.75g/cm3。

　　3 結語

綜上所述， 當前我國已經成為了世界上第一大汽車產銷國家，而我國空氣污染問題的一個主要來源就是汽車尾氣的排放，但是由於我國工業技術水平較國外發達國家相對落後， 所以暫時只能從尾氣淨化處理方面對其進行有效的控制。當前已有的載體形式為陶瓷載體、金屬載體以及玻璃纖維載體，但是仍然需要相關研究人員加強對汽車淨化器載體的研究， 使汽車尾氣能夠更好得到處理，為城市空氣質量的維護貢獻出應盡的義務。