未来高效率汽油机低温三效催化剂的开发

未来高效率汽油机低温三效催化剂的开发

汽油机运行排放的主要污染物包括HC、CO和NOx，这些污染物严重危害人类健康。随着排放法规的日益严格，必须采用先进的后处理系统对汽油机排放进行处理。而三效催化剂（TWC）是后处理系统能实现良好处理的关键。传统汽油机即使在低负荷运行工况下，排放废气的温度也能够达到400～500℃，这完全能够满足TWC具有较高催化活性时的温度要求（300℃）。但是，随着未来汽油机燃烧效率的改善，相应低负荷下排放废气的温度也随之降低。为了满足未来汽油机发展的这一趋势，需要开发出适用于未来高效率汽油机的低温TWC。

由美国能源部资助，福特汽车公司、橡树岭国家实验室和密歇根大学联合进行了低温TWC的开发。开发时，建立了一套用于TWC催化性能测试的反应堆，利用该反应堆进行了不同升温速率、不同催化剂氧化物载体（氧化铝Al2O3、氧化锆ZrO2和二氧化钛TiO2）、不同O2含量、不同排放废气成分对TWC性能的影响。通过试验发现：①具有2%Pd含量基于Al2O3或ZrO2氧化物载体的TWC具有良好的催化性能，即使在稀薄燃烧产生的低温环境下（150℃），仍然具有超过90%的HC、CO和NOx转化率；②而具有2%Pd含量基于TiO2氧化物载体的TWC在低温环境下的催化性能较差；③升温速率对低温TWC的催化性能影响较小，但是排放废气中的O2含量以及气体成分对TWC的催化响应速度影响较大。

JosephR.Theisetal.SAE 2017-01-0918.

编译：陈丁跃