一般汽車的催化劑是以什麼為主

1. 汽車三元催化器是什麼工作原理，為什麼能凈化尾氣

汽車尾氣凈化裝置可同時將廢氣中的三種主要有害物質轉化為無害物質，故稱三元催化器。

三元催化器的結構

當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。

三元催化器失效有以下6個原因

1.溫度過高

常溫下三元催化轉化器不具備催化能力，其催化劑必須加熱到一定溫度才具有氧化或還原的能力，通常催化轉化器的起燃溫度在250—350℃，正常工作溫度一般在350—700℃。催化轉化器工作時會產生大量的自量越高，氧化的溫度也愈高，當溫度超過850—1000℃時，其內塗層的催化劑很可能會脫落，載體碎裂。所以必須注意控製造成排氣溫度升高的各種因素，如點火時間過遲或點火次序錯亂、斷火等，這都會使未燃燒的混合氣進入催化反應器，造成排氣溫度過高，影響催化轉化器的效能。

2.慢性中毒

催化劑對硫、鉛、磷、鋅等元素非常敏感，硫和鉛來自於汽油，磷和鋅來自於潤滑油，這四種物質及它們在發動機中燃燒後形成氧化物顆粒易被吸附在催化劑的表面，使催化劑無法與廢氣接觸，從而失去了催化作用，即所謂的「中毒」現象。

3.表面積碳

當汽車長期工作於低溫狀態時，三元催化器無法啟動，發動機排出的炭煙會附著在催化劑的表面，造成無法與CO和HC接觸，長期下來，便使載體的孔隙堵塞，影響其轉化效能。

4.排氣惡化

催化轉化器對污染物的轉化能力有一定的限度，因此必須通過機內凈化技術將原始排氣降到最低。如果排放的廢氣污染物各成分的濃度、總量過大，比如混合氣偏濃等，就會影響催化器的催化轉化能力，降低其轉化效率。此外，由於廢氣中有大量的HC和CO進入催化反應器後，會在其中產生過度的氧化反應，氧化反應產生大量熱量將使催化反應器溫度過高而損壞。

5.與發動機不匹配

即使是同樣的發動機，同樣的三元催化轉化器，車型不同，發動機常用的工作區間就不同，排氣狀況就發生變化，安裝三元催化器的位置就不同，這都會影響三元催化轉化器的催化轉化效果。因此，不同的車輛，應使用不同的三元催化轉化器。

6.氧感測路失效

為使廢氣催化率達到最佳(90%以上)，必然在發動機排氣管中安裝氧感測器並實現閉環控制，其工作原理是氧感測器將測得廢氣中氧的濃度，轉換成電信號後發送給ECU，使發動機的空燃比控制在一個狹小的、接近理想的區域內(14.7：1)，若空燃比大時，雖然CO和HC的轉化率略有提高，但NOx的轉化率急劇下降為20%，因此必須保證最佳的空燃比，實現最佳的空燃比，關鍵是要保證氧感測器工作正常。如果燃油中含鉛、硅就會造成氧感測器中毒。此外使用不當，還會造成氧感測器積碳、陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、內部線路斷脫等故障。氧感測器的失效會導致空燃比失准，排氣狀況惡化，催化轉化器效率降低，長時間會使催化轉化器的使用壽命降低。

因此，車輛尾氣不過關可以分為兩類：

1、三元催化器堵塞造成的尾氣不合格;

2、三元催化器失效造成的尾氣不合格。(隨著三元催化器的使用時間增加，其催化劑會慢慢流失)

針對第一點，可以通過清洗的方式來疏通三元催化器，使其尾氣凈化功能恢復。而第二種原因造成的三元催化器失效是無法逆轉的。

因此，當大家了解三元催化器的原理和作用，也就明白車輛為什麼會尾氣不合格。不僅僅是因為汽油、交通擁堵、機油及駕駛習慣，更重要的是催化劑會流失!

2. 汽車尾氣凈化催化劑是由哪些所組成的

目前，無鉛汽油中取代四乙基鉛的新型防爆劑主要有：芳香烴類、甲基叔丁基醚(MTBE)、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基錳(MMT)、醇類等，其中以MTBE用量最大。

廢氣中含有 150～200種不同的化合物，其主要有害成分為：未燃燒或燃燒不完全的CH、NOx、CO、CO2、SO2、H2S以及微量的醛、酚、過氧化物、有機酸和含鉛、磷汽油所形成的鉛、磷污染等。其中對人危害最大的有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛的化合物及顆粒物。有害氣體擴散到空氣中造成空氣污染。

汽車尾氣的顆粒物中含有強致癌物苯並(a)芘，在一般情況下，1克顆粒物含有約70微克苯並(a)芘，每燃燒1千克汽油可產生30毫克苯並(a)芘。當空氣中的苯並(a)芘濃度達到0.012微克/立方米時，居民中得肺癌的人數就會明顯增加。

汽車尾氣不僅對人產生危害，對植物也有毒害作用，尾氣中的二次污染物臭氧、過氧乙酯基硝酸脂，可使植物葉片出現壞死病斑和枯斑。乙烯可影響植物的開花結果。汽車尾氣對甜菜、菠菜、西紅柿、煙草的毒害更為嚴重。公路兩側的農作物減產與汽車尾氣的污染明顯相關。

★汽車尾氣凈化催化劑——三效催化劑TWC(Three-Way Catalyst)

汽車尾氣的主要有害成分是碳氫化合物(CnHm)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。這三種物質對人體都有毒害，其中CnHm及NOx在陽光及其他適宜條件下還會形成光化學煙霧，危害更大。消除汽車尾氣中這些有害成分的方案主要有兩種：一種是改進發動機的燃燒方式以減少有害氣體的排放；另一種是採用催化轉化器將尾氣中的有害氣體凈化。首先，1975年美國在新型車上安裝了催化轉化器，接著日本、西歐等國家也先後採用催化轉化器以滿足自己國家汽車排放法規的要求。汽車催化轉化器有兩種類型，一種是氧化型催化反應器，使尾氣中的CnHm和CO與尾氣中的余氧反應，生成無害的H2O和CO2，從而達到凈化目的。

由於對NOx等污染物排放標準的強制化和降低燃料消耗的要求，一方面應盡量控制空燃比在14.6附近運轉，另一方面應採用控制點火時間和廢氣再循環等方法，以減少尾氣中的NOx。然而這些方法的缺點是往往會增加尾氣中的CnHm和CO。為了解決這個問題，出現了三效催化劑(英文名為Three-Way Catalyst)，簡稱TWC。這種催化劑的特性是用一種催化劑能同時凈化汽車尾氣中的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(CnHm)和氮氧化物(NOx)，但為了發揮其催化性能，必須將空燃比經常控制在14.6±0.1附近，這種催化凈化器具有較高的凈化率，但需要有氧感測器、多點式燃料電子噴射、電子點火等閉路反饋系統相匹配。這種催化凈化器是利用尾氣中的O2、NOx為氧化劑，CO、CnHm（以CH2為代表）和H2為還原劑，在理論空燃比附近可發生如下反應：

2CO+O2=2CO2

2CO+2NO=N2+2CO2

CH2+3nNO=nN2+nCO2+nH2O

2NO+2H2=N2+2H2O

現在應用的三效催化劑大部分是以多孔陶瓷為載體，再附著上所謂的活化塗層(Washcoat)，最後用浸漬的方法吸附活性成分。催化劑的活性成分主要採用貴金屬鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等。由於貴金屬資源少、價格貴，各國科學家都在致力於研究經濟上和技術上都可行的稀土/鈀三效催化劑。預計這種催化劑將有很好的應用前景。

三效催化凈化器的優點是凈化率與燃料經濟性都比較好，主要問題是成本費用昂貴。由於柴油機排放的氣體中殘留的氧較多，使氧感測器的控制不靈敏，故三效催化凈化器一般不用於柴油機，而只適用於汽油機。

3. 汽車尾氣處理的三元催化劑是什麼

1、清理積碳

汽車積碳嚴重就會影響汽車的電路堵塞，這樣汽車就會出現尾氣不達標的現象，所以人們要定期的對汽車的其他進行清理。

2、空氣過濾器

空氣過濾器，顧名思義就是為了防止空氣內有污染的顆粒進入到汽車的冷風系統，汽車內不影響汽車的零件正常運行。

在汽車使用的時間長了之後，空氣過濾器也是需要定期清理的，清理了空氣過濾器之後，可以有效避免空氣中的污染物，這樣就不會影響汽車性能的發揮，那麼汽車尾氣中排放的污染物和雜質就會少了，就可以避免汽車尾氣不達標的現象了！

3、摻入添加劑，改變燃料成分

汽油中摻入15%以下的甲醇燃料，或者採用含10%水份的水－汽油燃料，都能在一定程度上減少或者消除CO、NOx、HC和鉛塵的污染效果。若採用「甲醇燃料」，即採用甲醇和其它醇類同汽油混合所製成的燃料。當甲醇佔比例30%～40%，汽車尾氣排出的污染物可基本上消除。

三元催化反應器類似消聲器。它的外面用雙層不銹薄鋼板製成筒形。在雙層薄板夾層中裝有絕熱材料——石棉纖維氈。內部在網狀隔板中間裝有凈化劑。 凈化劑由載體和催化劑組成。

三元催化器的工作原理是：當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體。

HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。

以上內容參考：網路-三元催化器

以上內容參考：人民網-汽車尾氣傷肺又傷心

4. 汽車催化劑是什麼

我國生產的原油中，重質油比例高，而進口中東的原油中含釩量日益增大，這兩種情況都要求使用活性高、選擇性好、抗釩污染能力強的稀土分子篩催化裂化催化劑，以提高重質油的裂化能力、增加油品產量。但是全國汽油無鉛化的推行，使高稀土含量Y型分子篩不得不向低稀土含量超穩定Y型分子篩過渡，盡管稀土仍是裂化催化劑不可或缺的組分，其應用市場會隨原油加工量增加而繼續擴大，但其應用比例減少則是不爭的事實，美國1984年催化裂化石油稀土的用量高達12626t，而到1986年由於汽油的無鉛化，其用量竟一下跌落到3658t。

汽車催化劑是稀土應用市場一個較新的產品，有氧化型催化劑和三元催化劑之分。氧化型不能解決NOx排放問題已經過時。三元催化劑在備有一個感測器的閉路系統內工作，它在將CO和HC氧化為CO2和水、NOx同步還原為氮的同時，還能控制內燃機內的空（氣）／燃（油）比。

汽車的排放系統內安裝一個不銹鋼盒，盒內放置的是催化凈化轉化器，轉化器內的汽車催化劑以做成蜂窩狀的陶瓷或金屬為基體，蜂窩體內表面塗以由Al2O3、稀土基材料（CeO2和其它金屬氧化物的混合氧化物）和少量貴金屬（鉑、鈀或銠）三個組元構成的活性塗層。催化主要由鉑等貴金屬完成。

稀土中的CeO2具有極好的儲氧能力，空／燃比發生變化時能起極好的動態調節作用，即在燃料多時供氧，氧化CO和HC，燃料少時以Ce2O3的形式起還原作用，將NOx從排放氣體中除去。稀土以助催化劑的形式，通過鈰的高效氧化還原偶合作用和高的離子遷移性，提高三元催化劑的催化活性，節約貴金屬，並提高Al2O3載體的耐熱性能。其中尤以CeO2中加入氧化鋯ZrO2形成的固溶體能顯著提高CeO2的熱穩定性和活性，提高尾氣凈化器在汽車發動機溫度（達570℃）下的耐熱性能。近年來，歐、美、日已利用了這項成果。

我國需深入研究催化基礎理論

自美國於上世紀70年代中期推行汽車催化劑的應用以來，目前已有40餘個國家實施了排放控製法。2000年歐洲制定的歐Ⅱ標准，要求顆粒排放物的允許數值是：CO2.3g／km、HC0.20g／km、NOx0.15g／km，到2005年實施歐Ⅳ標准時，顆粒排放物的允許數量將再下調40％~50％。顯然是環保法規推動了對顆粒排放物的日益嚴格的控制，而這也催生了新的稀土催化材料及形成日趨強大的市場。

美國的汽車保有量在1.8億輛以上，到1996年用於汽車催化劑的稀土氧化物用量已突破1.3萬噸，占其國內稀土總消費量的46％，1999年更上升到占其總消費量的60％，年產汽車催化劑近5000萬套，而其石油裂化催化劑中稀土的用量也在逐步恢復，1996年已上升到7300t，占稀土總消費量的25％，而我國稀土催化應用，顯然沒有達到美國的高度，石油催化裂化占國內稀土消費總量的18％，而代表高新技術產業的汽車催化劑僅占總消費量的不足2％，可見我國稀土消費結構在向高性能、高技術、高附加值產品轉型方面仍然任重而道遠，仍然安於現狀的傳統觀念制約。

與我國相比，歐洲汽車催化劑的應用前景卻令人鼓舞，全球最大的稀土分離提純廠家羅納·普朗克公司更名為羅地亞電子與催化劑材料公司，標志已把分離提純的下游產品催化劑材料作為產業結構調整的主要支柱。這些公司普遍要求我國供應的稀土要保證質量的一致性，進而保證其最終產品在5~7年內保持高性能。

羅地亞公司還研製成新一代用於柴油機汽車的催化劑Eolys。這是一種以燃油為載體含CeO2的催化劑，用於柴油機顆粒過濾系統。過濾系統是一種陶瓷壁流體過濾器（或過濾阱），它利用稀土可除去柴油機90％以上甚致99％的顆粒排放物。過濾器在其本身完全被所收集的顆料堵塞之前通過Eolys能將過濾器再生，也就是將顆粒物構成的煙炱燒掉。由於Eolys中CeO2的作用是降低煙炱的點火溫度，減慢燃燒引起的溫升，因此整個再生過程較為溫和且易於控制，可避免形成負壓、使柴油車工作性能下降，由於是商業機密，僅了解到，Eolys與柴油和柴油添加劑能夠配伍（相容），可與柴油完全混溶，並形成高度穩定的混合液，可裝在瓶子內像潤滑油一樣供柴油機使用，使用頗為方便。

柴油機汽車較汽油機汽車，除油價低外，還明顯節省燃油，在歐洲柴油機汽車正在大行其道，極力推廣。我國油品的結構，柴油為汽油的1.3倍，柴油占整個油品產量的27.2％，柴油已廣泛用於大型運載車輛、艦船、拖拉機、鐵路機車和摩托車上，解決其排放的黑煙始終是亟待解決的重大環保問題，而借鑒羅地亞公司的技術採用二氧化鈰（CeO2）作催化劑既解決了輕稀土的出路問題，又有利於交通運輸業的環保，可謂一箭雙雕，而制約稀土催化材料大展鴻圖的原因之一，是對CeO

2催化劑缺乏必要的基礎理論研究，而深入研究CeO2與ZrO2等組分金屬氧化物之間的相互作用如何影響催化行為將直接關聯一大批從揮發性有機物焚燒到廢水處理等涉及環境的應用市場的開拓。