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        內容提示：我國汽車尾氣污染控制是從上世紀80年代中期開始的，我國高等院校和院所在汽車尾氣污染控制方面作了大量前期基礎研究工作，并且研究開發了能夠符合我國國情的汽車尾氣控制有效的產品，為減少汽車尾氣作出了貢獻。

        1、國外研究狀況
        （1）氧化型催化劑
        20世紀70年代中期到末期的汽車排放法規只要求控制CO與CH的排放，發動機尚未使用化油器開環系統，由于機械地固定A/F比到理論值，不能隨工作狀況的變化而自動地調節，在這種狀態下，通過將A/F比調到15左右，在富氧狀態下裝上氧化型催化劑，可使CO與HC的轉化率達到90%，但NOx的轉化率比較低。這一時期使用的主要是貴金屬型催化劑，以鉑、鈀為活性組分。通常以二者形成的合金態使用，鉑：鈀=7：3，總載量0.12%左右。貴金屬催化劑有致命的弱點，那就是它怕鉛中毒。因此，為了有效地使用貴金屬催化劑，必須改變燃油的結構，實行汽油的無鉛化。

        （2）雙金屬催化劑
        20世紀70年代末到80年代中期，隨著美國EPA提出對NOx的排放實行控制，氧化型催化劑己不能滿足要求。出現了鉑、銠三效雙金屬催化劑。20世紀70年代末至80年代初出現的是雙床式鉑、銠催化劑，催化劑的氧化還原反應是分段進行的，前段使用還原型蜂窩催化劑，后段使用氧化型蜂窩催化劑，兩段中間補充空氣。這種設置可使還原反應與氧化反應分別在有利于自身的化學氣氛中進行，但該種催化器結構復雜，操作麻煩，且NOx還原后有可能重新被氧化。1980-1985年，Pt-Rh三效催化劑開始用于電噴閉環裝置，將A/F控制在窗口范圍內，CO、CH和NOx的轉化率可達80-90%以上。典型催化劑的Pt-Rh總負載量為0.1-0.15%,Pt:Rh=5:1涂層中加入堿土和稀土元素，穩定催化劑結構并與貴金屬協同產生卓越的儲氧功能。但在高溫時，Rh與表面涂層中的Al2O3和CeO2發生化學作用，導致催化劑在還原氣氛時對NOx的還原活性下降。

        2011-2015年中國催化劑市場動態與投資策略研究報告

        （3）三金屬催化劑
        20世紀80年代中期到90年代初，開始使用新一代的Pt-Rh-Pd三效催化劑。這一代催化劑相當于在一個Pd催化劑上再安置一個標準Pt-Rh催化劑。此結構中，鈀在內層有更好的耐熱穩定性；銠在外層更有利于NOx的還原；鉑在鈀銠間起積極的協調作用。故催化劑的性能有了明顯改善。隨著汽油質量的提高，催化劑的使用壽命也大大延長，且每升催化劑中貴金屬的總量已下降到0.6-0.8g。Engelhard開發的Tri-Metal催化劑在使用16萬公里后，轉化率仍可達CO 85%,HC 90%和NOx95%，顯然可滿足更高的環保要求。

        （4）三效鈀催化劑
        20世紀80年代末，福特公司推出了三效鈀催化劑，這種鈀催化劑要求氧化鋁和稀土氧化物與過渡金屬氧化物形成有機的協和體，鈀在其中發揮主導作用，通過采用特殊措施使材料具有特定結構從而使高溫下的活性得以穩定。實驗表明，單獨Pd基催化材料在1200℃的熱沖擊下，催化活性依然良好。目前，這種催化劑還在進一步研制之中。Englhard公司研制了一種雙層Pd基催化材料。底層由Pd和Ce構成，頂層由分散于涂層上的Pd構成。兩層中都添加廉價金屬氧化物以產生穩定作用，并提高Pd的活性。頂層提供低溫催化活性；Pd-Ce層提供高的儲氧能力以保證高溫催化活性。Pd在423-823℃溫度范圍內對,HC、CO和NO的同時轉化具有活性。

        （5）NOx存儲還原型三元催化材料
        這種催化材料由貴金屬、堿金屬或堿土金屬、稀土氧化物組成。基本原理是：富氧條件下NOx首先在貴金屬上被氧化，然后與NOx存儲物發生反應，形成硝酸鹽。在理論比或富燃狀況燃燒時，硝酸鹽分解形成NOx，然后NOx與CO、H2、HC反應被還原成N2。研究表明，NOx的存儲能力與氧的濃度有關。氧濃度增加，NOx存儲能力提高。當氧濃度達到1%以上時，NOx存儲能力基本不變。此外，HC選擇還原催化材料在富氧條件下也具有較好的催化活性。

        2、國內研究現狀
        我國汽車尾氣污染控制是從上世紀80年代中期開始的，我國高等院校和院所在汽車尾氣污染控制方面作了大量前期基礎研究工作，并且研究開發了能夠符合我國國情的汽車尾氣控制有效的產品，為減少汽車尾氣作出了貢獻。

        （1）非貴金屬催化劑的研究現狀
        我國許多研究工作者在1990年前后對非貴金屬和稀土等混合氧化物為活性組分的汽車尾氣凈化催化劑進行了研究。通過組分特別是稀土元素合理搭配，可產生協同效應，具有良好的催化活性和一定的三效性能。含稀土鈣鈦礦型催化劑研究是汽車排氣催化劑領域的一個熱門課題。我國科研人員在這方面作了很多研究。如1988年，王道等用浸漬法制備了一系列負載鈣欽礦型La(Cu,Mn,Co)O3/LaAlO3-Al2O3催化劑，并經實驗研究表明其活性較高。1993年，許開立等還研制成凈化柴油機尾氣的鈣鈦礦型催化劑，活性優于Pt族貴金屬催化劑，且具有強抗SO2抗積碳性能。顧其順等研究成以陶瓷蜂窩涂活性氧化鋁為載體，活性成分為稀土復合氧化物的,HR-1型催化劑。后又添加稀土元素穩定氧化鋁涂層結構，是一種較好的三效催化劑。2001年，韓巧鳳等用PFG法制備了鈣鈦礦LaMnO3納米材料，并將其負載在涂有Al2O3的堇青石載體上作為凈化汽車尾氣的催化劑，研究發現納米晶活性組分的分散度好、粒徑小、表面積大，對汽車尾氣催化效率比溶液制得的催化劑好。

        （2）貴金屬催化劑的研究現狀
        鑒于貴金屬催化劑Pt、Rh價格昂貴，資源十分短缺，Pd與之相比是較廉價及豐產的貴金屬，使用Pd替代或部分替代Pt和Rh。國內研究者開展了以Pd為主要活性組分的研究及致力于改善制備工藝、添加助劑、用非貴金屬代替部分貴金屬以減少貴金屬用量的研究。含鈀催化劑最常用的助劑是稀土氧化物、堿土金屬氧化物和過渡金屬氧化物。黃傳榮等對La-Co-Ce-Pd催化劑活性和熱穩定性的研究表明稀土元素, La、Ce在催化劑表面的富聚和在活性氧化鋁涂層中的存在，對其它活性組分特別是貴金屬Pd起到分散、隔離和穩定的作用，使之不易遷移、煤結和流失，保證了催化劑良好的熱穩定性。郭清華等在含Pd催化劑中涂層中添加Ce，Ba同樣對Pd組分起到分散、隔離和穩定結構的作用，從而達到改善催化劑熱穩定性的作用。另外也有對Rh及Ag催化劑的研究。負載Pd催化劑雖具有較高的催化活性和較好的低溫活性，但抗燒結和抗硫中毒能力較差，特別是對NOx凈化性能難以達到實用要求。