汽车尾气催化剂的发展现状及当前存在问题的商业计划书

第一节 汽车尾气催化剂的定义

汽车尾气催化剂apt。一二haunt catalyst汽车尾气催化化器中使夕ii的催化剂为汽车尾气催化剂。（可研报告）

第二节 汽车尾气催化剂 行业 发展现状及发展前景

（一） 陶瓷载体、涂层、助剂等为催化剂关键材料

随着汽车保有量的增加，汽车尾气已经成为影响全球环境的重要因素，各国对汽车尾气的处理日益重视。汽车尾气的主要成分包括一氧化碳、未燃烧的烃类、氮氧化合物、二氧化碳、铅、二氧化硫等有害物质。

汽车尾气主要污染物

汽车尾气控制可以分为机内和机外两种技术，三效催化是当前主流的机外控制技术。目前，机外净化的主要方式是安装催化净化器对有害气体进行处理。随着技术的发展，机外催化技术从之前的二效催化发展成了三效催化技术，其基本原理是通过催化剂的作用， 同时对CO、 未燃烧烃类、 NOx三类有害物进行催化净化，把其氧化、还原成对人体健康无害的二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水蒸气（H2O）。三效汽车尾气催化剂相关组成包括：载体、表面涂层、活性部分、助剂。

（二）铈锆固溶体，汽车尾气催化剂领域的热点

（1）铈锆固溶体，性能优异的稀土催化助剂

铈锆固溶体应用于汽车尾气催化的阻化剂（主要是贫氧时供氧，富氧时吸氧），性能。 作为稀土催化助剂，铈锆复合氧化物中CeO2的主要功能是提供储氧能力，CeO2在贫氧区放出O2，氧化CO和HC烃类，在富氧区储存O2，从而控制贵金属附近的气氛波动，起到扩大空燃比窗口的作用，保持催化剂的催化活性。此外铈锆固溶体还具备较高热稳定性以及优异的低温催化性能，为解决尾气净化催化剂的工作窗口窄、起燃温度高等缺陷提供可能性。

（2）铈锆市场需求稳定增长，进口替代空间广阔

市场需求增长稳定。2017年我国汽车产量2994万辆， 同比增长6.20%，其中汽油车产量约2488万辆，柴油车产量约322万辆。汽油车1L排量对应0.8-1.2L催化剂,柴油车1L排量对应2L催化剂，每升催化剂约需消耗铈锆复合物100g左右。保守估计汽油车平均排量为1.2L，柴油车平均排量为4L， 经测算， 2017年全国燃油汽车对铈锆复合氧化物的需求量达到4273吨。 未来随着汽车产量的稳定增长，铈锆复合氧化物的需求量有望继续增长。

铈锆固溶体进口替代空间广阔。 目前我国的催化技术相对落后，铈锆固溶体复合氧化物催化材料竞争力也较弱， 目前全球铈锆固溶体复合氧化物催化材料的技术和生产主要掌握在比利时Solvay、日本DKKK、加拿大AMR等国际巨头手中,国际巨头的市占率超过70%。

（三）高纯氧化铝是性能优异的涂层材料

汽车尾气催化剂载体主要分为颗粒式和整体式两类。颗粒型具有更高的比表面积，但是因为颗粒堆积密集，在尾气通过时会引起较大的压力降，产生较高的背压，从而降低引擎工作效率,很快被整体式取代。为了解决整体式载体比表面积较小，不能有效实现气—固接触的缺点，一般会在其表面涂覆一层具有高比表面积的活性涂层。在氧化铝的各晶型中， γ-Al2O3具有较强吸附能力和大比表面积，是目前主要使用的涂层材料。 γ-Al2O3涂层一般占载体重量的5—15％，涂覆氧化铝涂层可使载体比表面积增大到50-150m2/g以上，从而提供催化剂足够大的表面积，确保催化反应高效进行； 但是γ-Al2O3热稳定性较差，高于1000℃时会相变成比表面很小（＜10 m2/g）的α—Al2O3，催化剂活性将会下降。因此为防止γ-Al2O3高温劣化，通常加入Ce、 La、Ba、 Sr、 Zr等稀土或碱土元素氧化物作为助剂增强热稳定性能。

第三节 汽车尾气催化剂 行业 当前存在的问题及解决方法

汽车尾气净化催化剂的使用，有效改善了尾气对大气的污染，但在实践中也暴露出了不少问题，尚有待于进一步深入 研究 探索。

（1）催化转化率：当前大多数催化剂高温活性好，低温活性较差，这极大地抑制了其性能。

（2）催化剂失效：包括热失效和中毒失效，这也是自汽车尾气催化剂研制以来一直未能妥善解决的问题，高温下催化剂的热劣化和S、P、Pb中毒极大地缩短了催化剂的使用寿命。

（3）冷启动问题：汽车尾气中60﹪-80﹪的有毒气体是由于冷启动两分钟内产生的，要有效处理好这个阶段内的废气必须着手改善催化剂的低温活性，以提高尾气的低温催化转化。

（4）成本问题：当前汽车广泛应用的催化剂大多还是贵金属或贵金属掺杂其它金属氧化物型，其成本仍然很高。

目前达到实用化的尾气净化催化剂不外乎贵金属催化剂（氧化型和三元催化剂）和稀土催化剂。而贵金属催化剂在我国现阶段尚不具备推广使用条件，主要原因是价格昂贵，要求使用无铅汽油以及与之相适应的电控喷油系统等汽车技术改造。已经证明稀土催化剂对CO和HC都具有较好的净化效果，抗铅中毒能力强，能满足现有汽车排放标准。特别是我国稀土资源极为丰富，价格便宜，是现阶段适合我国国情的首选催化剂。因此开展以稀土金属为主添加少量贵金属或过渡金属的尾气净化催化剂的 研究 势在必行。

重点应在以下三个方面有所突破：

(1)运用组合化学原理，设计具有最佳催化活性的催化剂，开发新材料，提高贵金属的利用率。

(2)开发以粘土矿物为载体的三效催化剂，提高催化剂的耐高温性能，同时，降低生产成本，为催化净化器的产业化开拓道路。

(3)开展非贵金属催化材料体系的 研究 ，以期部分或完全取代贵金属催化剂。

随着汽车工业的快速发展,汽车尾气造成的环境污染也日益严重。世界各国制定了严厉的汽车尾气排放标准,采用汽车尾气净化催化剂,极大地减轻了城市的大气污染。但贵金属催化剂价格昂贵且使用条件有一定限制,因此开发贫燃条件下使用的催化剂和非贵金属催化剂已成为目前 研究 的热点,汽车尾气净化催化剂的发展前景十分广阔。

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