贵金属催化剂作用原理是什么_贵金属催化剂作用原理

1.贵金属催化剂的介绍

2.贵金属催化加氢糖胺化反应

　一、什么是三元催化器?

　三元催化器又叫?催化转换器?，是过滤排气中有害成份的重要部件，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。即过滤排气中的二氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物三种有害成份。

　由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元催化器。

　二、三元催化器结构：

　三元催化器由壳体、含氧传感器接口、催化剂本体组成，催化剂本体就是由很细小的蜂窝结构的铱或铑一类的稀有金属材料组成，通常催化转换器的蜂窝结构密度为1200目/平方英寸左右，可以将排气中大部分的有害物质转换成无害物质。

　什么是三元催化器

　三元催化器类似消声器。它的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。在双层薄板夹层中装有绝热材料----石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化剂。净化剂由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形、多棱体形和网状隔板等。

　净化剂实际上是起催化作用的，也称为催化剂。催化剂用的是金属铂、铑、钯。将其中一种喷涂在载体上，就构成了净化剂。

　三、三元催化器工作原理：

　三元催化器及其催化剂大多为铂(Pt)、钯(Pd)、铑、(Rn)等稀有金属制成，价格昂贵。发动机通过排气管排气时，CO、HC、和NOx三种气体通过三元催化反应器中的净化剂时，增强了三种气体的活性，进行氧化?还原化学反应。其中CO在高温下氧化成无色、无毒的二氧化碳(CO2)气体。HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和CO2 。NOx还原成氨气(N2)和(O2 )。三种有害气体变成无害气体，使排气得以净化。

　四、三元催化器的作用：

　都说三元催化器有化腐朽为神奇的特殊作用，那么三元催化器的作用是什么呢?当汽车点火启动那一刻，发动机就轰隆隆的运转起来，发动机在运转的过程中会产生一定的能量，同时也会排出一定量的废气，如CO、HC、NOx等有害气体，这时，三元催化器就起到了净化此类气体的作用，让尾气得以净化，减少对人体及空气的污染。

　三元催化就是利用一些化学剂,与尾气中的有害气体进行一系列的化学反应,使其转换为无害的`气体。三元催化器能否正常工作决定了发动机的油耗、动力、排放等工作状态。

　五、三元催化器价格：

　这主要跟车的牌子,型号,排量和排放标准有关系,同一牌子同一排量不同排放标准的三元价格不同,而排放标准主要和汽车出的年限有关,07年以前出的车是欧三标准的,07年到10年出的车是欧三OBD标准的，10年到现在出的车实行的是欧四的标准，当然现在我们国家还没有强制实行欧五的标准，以后如果汽车实行欧六标准的话，那汽车尾气可能比现在北京的空气质量还要好。

　六、三元催化器保养知识：

　1、行驶时尽量让发动机保持相对平缓的运转状态，不要让发动机长时间急速运转。

　2、应避免未燃烧的混合气进入催化转换器。三元催化器的效果的温度是200摄氏度，400摄氏度至800摄氏度的最佳操作温度超过摄氏1000度，而作为贵金属催化剂本身会产生化学变化，从而降低反应器中的有效催化剂组成，催化作用减弱。

　3、不要随便更改出厂时设定好的点火提前角等各项发动机参数，不仅法规不允许，也有可能在行驶中对三元催化器产生致命的破坏。

　4、装有汽车三元催化器的汽车，不能使用含铅汽油，也不要使用没有质量保证的燃油。尤其是在外地加油要注意，因为铅油燃烧的颗粒，导致废气通过三效催化转换器，将覆盖在催化剂表面，降低催化剂的面积，从而大大降低了催化转换器的转换效率，就是常说的?三元催化剂中毒?，经验表明，即使只有一盒含铅汽油，也可引起三元催化器严重失效，所以多数业主的点必须注意。

　5、如果发动机出现运转不稳定等故障时，应该尽快排查解决。并避免混合气过浓等情况的发生。比如车辆因电路问题导致打不着火的情况下不要反复打火。冬天行车前最好先预热，对发动机和三元催化器都有好处。

　6、减少碳氢化合物催化转化器(HC)、一氧化碳(CO)的两种有害物质是通过燃烧进行了在催化剂转化为水(H2O)和二氧化碳(CO2)和实施，反映会产生热量，发动机的正常工作，这两个元素适当的内容，由燃烧产生的热量会使催化剂保持在接近最佳操作温度，和发动机的工作中出现的异常排气中两种成分远远超过正常。

　由于燃烧产生的热量是很可能会使三元催化剂温度超过极限，而伤到催化剂，催化器的损伤，所以在车辆使用过程中应注意以下条件：

　(1)混合气过浓

　(2)点火时间过迟

　(3)发动机烧机油等

　(4)个别缸失火不工作

　(5)正常但难以开始注射

　(6)闲置太长时间闲置

　七、三元催化器如何拆装?

　1、安全地顶起汽车。

　2、在三元催化转换器冷却后，拧下连接排气管与三元催化转换器的4个螺栓和螺母。

　3、拆下三元催化转换器和密封垫片。

　4、换上2片新密封垫片，放在前后排气管上。

　5、安装三元催化转换器，拧紧螺栓和螺母，其拧紧扭矩为43N.m。

　八、三元催化器堵塞问题：

　1、三元催化器堵塞原因：

　外在因素：

　(1)汽油：汽油含硫量高容易在三元催化器形成化学络合物造成堵塞

　(2)机油：长期使用含硫、磷抗氧剂的机油容易造成三元催化器堵塞。

　(3)道路：由于汽车在加速、减速状况下产生不完全燃烧物最多。

　(4)喷油嘴、进气道免拆清洗养护：由于在清洗过程中会冲洗下来大量胶质积碳。

　(5)涡轮增压：带涡轮增压的车辆容易发生三元催化器堵塞。

　内在因素:

　是三元催化器载体上贵金属催化剂对硫、磷、一氧化碳。 未完全燃烧物、铅、锰等分子有强烈吸附作用。很容易形成成份复杂的化学络合物。同时贵金属催化剂强烈氧化催化作用。使吸附的汽油不完全燃烧物更容易氧化、缩聚、聚合形成胶质积碳，造成三元催化器堵塞。

　2、如何判断三元催化器是否堵塞?

　(1)检查三元催化器的前后氧传感器电压是否一致。如果一致，说明三元催化器损坏，也就是堵塞了或者因为发动机失火把三元烧了

　(2)感温三元催化器的前后温差来判断是否堵塞

　(3)把手伸到排气管处，看能否感觉到气流，如感觉不到，说明堵塞

　(4)试车时达不到最高车速,加速不良

　(5)摘下空气滤清器。原地急踩油门。看是否从空滤处往外冒黑烟

　3、三元催化器堵塞分三个阶段：

　(1)轻微堵塞阶段

　此阶段化学络合物吸附在催化剂表面上。只表现为尾气净化功能降低。尾气排放超标。

　(2)中度堵塞阶段

　化学络合物已在催化剂表面累积到一定程度，此阶段排气背压升高。油耗增加、动力下降。

　(3)严重堵塞阶段

　三元催化器工作温度升高。在三元催化器前端形成高温烧结堵塞。

　高温烧结堵塞又分为两种：一种为金属烧结堵塞。一种为积碳烧结结焦堵塞。它是由燃油中是否使用含铅、含锰抗爆剂而决定，此阶段表现为动力严重下降，经常熄火，严重时排气管烧红。甚至造成车辆自燃。

　4、三元催化器堵塞症状：

　(1)急加速时，因大量废气不能及时排出，发动机发闷。

　(2)急加速时有轻微回火现象。因排气不畅，导致部分废气滞留在汽缸内，使混合气变稀，燃烧速度变慢，在进气门开启时，混合气还在燃烧，从而产生回火现象。

　(3)最高车速和最高发动机转速均下降。因排气不畅致使进气量减少，发动机功率下降。

　(4)>三元催化器严重堵塞时，发动机动力严重下降、频繁熄火，甚至排气管烧红。

　(5)怠速时发动机运转平稳。因怠速时排气量较少，堵塞效应不明显

贵金属催化剂的介绍

贵金属催化剂已经有很长的历史了，它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代，以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag/Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt/Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到上世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起，汽车排气净化用贵金属催化剂（以铂为主，辅以钯、铑）大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。 贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst，它主要是以铂族金属（Platinum Group Metal ）为主的铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。 按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性，在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中，贵金属均是优良的催化剂。 在环保领域贵金属催化剂被广泛应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等。在新能源方面，贵金属催化剂是新型燃料电池开发中最关键的部分。 在电子、化工等领域贵金属催化剂被用于气体净化、提纯。催化技术是当今高新技术之一，也是能产生巨大经济效益和社会效益的技术。发达国家国民经济总产值的20%~30%直接来自催化剂和催化反应。化工产品生产过程中85%以上的反应都是在催化剂作用下进行的。 据分析表明，世界上70%的铑、40%的铂和50%的钯都应用于催化剂的制备。 我相信，在不久的未来贵金属催化剂在化学新领域的研究和开发中会有着越来越广泛的应用前景。

贵金属催化加氢糖胺化反应

贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。

是一种有机化学反应。

常用于制备含有糖胺化合物的化合物。在此反应中，使用贵金属催化剂（如铑、铂、钯等）和氢气将一个糖类化合物和一个胺类化合物反应，形成含有糖胺键的产物。该反应的机理是通过贵金属催化剂催化糖胺化合物的加氢反应。首先，催化剂吸附到底物分子的表面上，并促进糖胺化合物中的C=O键与氢气发生还原反应，生成一个羟基基团（OH）。接下来，胺类化合物中的氨基基团攻击羟基基团，形成含有糖胺键的组合产物。

这种反应在生物学、化学和医药领域中都有广泛的应用，常用于合成药物、抗生素和其他重要化合物。