论文摘要
本文首先介绍了汽车尾气净化催化剂的工作原理,然后针对欧Ⅲ排放标准和尾气排放系统中催化净化器的特点,在天津化工研究设计院已经市场成熟的欧Ⅱ三效催化剂制备技术基础上,研究开发性能更好的欧Ⅲ三效催化剂。主要研究目标是降低三效催化剂起燃温度,提高其耐高温性能。研究从催化剂制备所需主要原材料入手。选用了耐高温、高比表面的活性氧化铝载体和耐高温、高储氧性能的稀土复合氧化物。其中,氧化铝载体材料经过1050℃、10小时空气氛下煅烧,比表面仍高达105m~2/g,经过1200℃、50小时空气氛下煅烧,仍有超过30m~2/g以上的比表面;稀土复合氧化物材料通过在Ce/Zr基础上添加La、Y或Pr等改性,其比表面在75m~2/g以上,经过1050℃、10小时空气氛下的煅烧,比表面从原来的20m~2/g以下提高到目前的38m~2/g左右。其次对贵金属Pd、Rh、Pt活性组分的配比和含量进行优化筛选,并使用了双涂层双分散的制备工艺来提高催化剂的性能。催化剂实验室活性评价结果表明:对CO、HC、NO_x起燃温度分别为180～250℃、190～260℃和185～258℃;空燃比λ操作窗口0.9～1.1左右;用于夏利轿车的催化剂工况法测试结果表明:常温冷起动下,HC尾气排放量为0.12 g/km和0.07g/km;CO为0.59 g/km和0.67g/km;NO_x为0.01 g/km和0.01g/km,满足欧Ⅲ标准的限值要求,即HC:0.2 g/km、CO:2.3 g/km、NO_x:0.15 g/km;低温冷起动下,HC和CO的尾气排放值分别为1.1 g/km和11g/km,满足欧Ⅲ标准的限值要求,即HC:1.8g/km和CO:15g/km;催化剂台架老化试验结果表明:催化剂的使用寿命达到80000公里。通过本研究不仅可以为欧Ⅲ催化剂的批量生产创造很好的条件和技术基础,而且催化剂经产业化后具有很好的经济效益和社会效益。