国V标准机动车尾气催化剂开发应用中的几个关键问题
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摘要
国家第五阶段机动车污染物排放标准,即"国V标准",相当于欧洲正在实施的第5阶段排放标准。欧盟从2009年起已开始执行,其对NO_X、C_nH_m、CO和PM等机动车排放物的限制更为严苛。从国I至国Ⅳ,每提高一次标准,单车污染减少30%至50%。国V标准,将于2017年起正式在全国范围内分车种、分时实施,但2016年4月起,东部11省市,如北京市、天津市、上海市、福建省、广东省等已经开始执行国V标准。国V标准的实施对催化剂综合性能提出了更高的要求,其中,催化剂活性组分虽仍沿用Pd-Pt-Rh三元体系,但由于对其低温活性、耐热性和寿命提出了更加苛刻的要求,使其负载方式已由简单负载向分区负载和分层负载等更精细化的方向发展,为追求低温性能,提出催化剂前置,出现了所谓密偶催化剂,载体虽仍采用堇青石蜂窝陶瓷载体,但对其物理形态提出更高要求,如采用高目数载体、高强度载体和低气阻要求等等。对助催化剂,也发展为Ce、Zr、La等多组分成分,以大幅度提高催化综合性能。为了适应汽车尾气排放随工况变化而引起的空燃比变化,在催化剂配方中,储氧材料的应用与优化也是重要因素。总之,为了达到国V标准,必须应对催化剂开发及尾气排放系统中的诸多挑战。本文综述了国内外在TWC催化体系研发中的进展,高度关注国内一些主要研究单位如贵研催化剂有限责任公司、四川大学、天津大学、华东理工大学等在此领域的进展。同时,也涉及了国内一些催化剂生产单位如无锡威孚高科技集团股份有限公司、四川中自尾气净化有限公司等在催化剂研发、生产和应用等方面的经验。中航工业湖北航特科技有限责任公司环保事业部涉足TWC催化剂约有8年时间,在摩托车、汽车和工程车尾气处理催化剂开发应用方面做了大量工作,并逐步形成了研发、生产、台架检验和销售等全方位的管理体系,积累了一定的经验。上述的有关交流总结,将会为国内有关TWC生产、研发和应用单位提供一个相互学习、相互借鉴的机会。
引文
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