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催化燃烧与贵金属催化剂

文章出处:人气:177发表时间:2018-5-22 15:52:18

  汽车排放的尾气已经造成了严重的环境污染问题,尾气成分中碳黑颗粒比例最大,目前处理碳黑颗粒最有效的方法是借用高活性的催化剂发生催化燃烧反应,加快碳黑颗粒的氧化速率。  

  贵金属催化剂Pt、Rh、Pd和Au等发生催化燃烧反应时,一般是负载于氧化物载体上,由贵金属与氧化物载体的协同作用脱除NOx和碳黑颗粒。研究发现,在富氧气氛下贵金属催化剂几乎没有催化活性,当反应气体中出现NOx时贵金属催化剂则表现出很高的催化活性。

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(催化燃烧专用催化剂-活性炭)

  对于Pt,Pd和Rh这三种元素来说,Pt的氧化特性极好,但是容易将SO2氧化为SO3,而SO3与水反应生成硫酸,硫酸与金属或金属氧化物反应生成各种硫酸盐会覆盖在催化剂的表面上使其失活。

  与Pt相比,Pd只排放中等数量的硫酸盐,甚至在较高的温度下也是如此。

  Rh与Pt、Pd两者不同,它是以化学结合的方式降低NOx的催化剂,对碳黑颗粒燃烧的催化活性很低,故Rh不宜作为柴油机颗粒物消除的贵金属催化剂,但Rh有抑制Pt生成SO3的能力。对于含Pt的贵金属催化剂,活性组分Pt的前体化合物的选择对其催化活性有较大的影响。不同的氧化物载体对负载Pt催化剂的性能有很大的影响。

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(贵金属催化剂分子模型图)

  上述问题存在的同时也为我们的研究提供了方向和挑战,因此,我们要从这些问题中设计开发出结构合理、活性好的催化剂,来满足日益严格的排放法规要求。要达到绿色、环保的排放标准的要求,尾气净化催化剂体系并非一种催化剂所能实现的,除了在技术上进一步探究颗粒排放的机理,寻找到合适的催化剂和新的有效的净化措施外,还应从发动机的制造到使用各个环节着手,使得柴油机的碳烟颗粒物排放得到有效的控制。

  有机废气治理的发展方向是采用多种综合方法,在催化科学和技术的巨大推动下,结合合理的废气处理技术,尽快解决和降低排放污染问题。


 

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