在催化过程中，为什么非贵金属积炭速率常数k怎么求比贵金属快

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-08-12 09:15 标签： 速率常数k怎么求

【摘要】：轻烃在催化剂作用下转化为目标化学产物或者液体燃料不仅是重要的利用轻烃资源的方式也是催化领域的挑战。氧化钨(WO_x)是一种具有优良催化性能的无机非贵金属催化材料,并且价格低廉,因此被认为是一种具有发展前景的催化剂。本文通过水热法将WO_x负载在HZSM-5沸石上,制备了具有高催化活性的WO_x/HZSM-5复合催化剂。主要研究结果如下:采用普通浸渍法和水热法分别制得了WO_3/HZSM-5和WO_x/HZSM-5复合催化剂。采用X射线衍射,扫描电镜,能谱分析,傅里叶红外,热重等分析方法和测试手段,对催化剂的物相结构,表面形貌,化学组成和积炭行为进行了表征。同时,以正己烷芳构化为模型反应,考察了浸渍法制备的WO_3/HZSM-5、水热法制备的WO_x/HZSM-5催化剂上正己烷芳构化反应性能,结果表明:负载氧化钨后,HZSM-5沸石形貌没有发生改变,与浸渍法制备的WO_3/HZSM-5相比,水热法制备的WO_x/HZSM-5由于含有还原价态的W,促进了芳构化过程中的脱氢环化过程,因此具有更好的芳烃选择性和收率。并且抗积炭能力和裂解能力也得到明显提高。在此基础上,进一步对WO_x/HZSM-5催化剂的制备条件和反应条件进行优化,得出最佳的制备条件为:水热温度180℃,WCl_6浓度为0.01 g/mL,最佳的催化剂组成和反应条件为:WO_x的最佳负载量为5.0%wt,最佳空速为3.2h~(-1)。制备的最佳催化剂在最优反应条件下,正己烷转化率达到99.6%,芳烃选择性达到31.2%,芳烃收率达到31.1%。

【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位授予年份】：2015

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中国博士学位论文全文数据库
巫泉文;[D];中国工程物理研究院;2017年
中国硕士学位论文全文数据库
黄如兵;[D];哈尔滨工程大学;2015年

如爱车三元催化坏了您会应该怎么办呢？

文章来源：今日头条 作者： 发布用户：管理员 发布时间： 15:08:19 阅读：17次

做为一个有车或是爱车的朋友，没有哪一位不希望自己的车子动力强劲、油耗低呢？可是，车子刚买回来油耗非常理想，加速性能也很合意，可是，跑了几万公里下来后，你会发现，车子的油耗越来越高了，加速性能和动力也没有以前那么强劲了，有的可能会出现突然间动力下降很快，猛踩油门，车子也跑不起来的情况。这其中有一个非常重要的原因，就是三元催化器没有及时清洗。

三元催化器的作用：净化尾气连接在排气管上的三元催化器

三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。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。随着环境保护要求的日益苛刻，越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，二氧化碳和氮气，故又称之为三元(效)催化转化器。

三元催化器的工作原理：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。所以，其作用就是让三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。

三元催化器失效的原因：三元催化器剖面图

1、高温失活：三元催化器长期在高温条件下，会造成高温失活，三元催化器产生高温的原因是：

（A）发动机失火过使未燃混合气在催化器中燃烧发生剧烈氧化放热反应。

（B）汽车连续高速大负荷运行。

（C）汽车突然制动、减速。

发动机排气温度的变化范围很大，怠速时一般为300~400℃，低速、中速常用工况行驶为400~600℃，高速全负荷行驶时为900℃。如果三元催化剂长期暴露在800℃以上的高温环境下，催化剂的活性组分铂、钯和铑贵金属等组分易挥发，其涂层易剥落，其晶粒及助催化剂氧化铈的晶粒会明显增大，而且载体氧化铝也会发生相变，会从比表面较大的γ型转变比表面较小的?型，从而加剧了贵金属活性组分和助剂氧化铈晶粒的长大烧结和聚集，使该催化剂的比表面急剧下降，而使催化剂失活。高温还会引起氧化铈助剂等储氧能力降低，在800℃时催化剂吸氧能力迅速降低，从而使催化剂的活性大大下降。

2、化学中毒：燃油和润滑油中的硫、磷、抗爆剂中的锰、铅、燃油不完全燃烧产生的一氧化碳都会造成三元催化剂中毒失效，毒物主要是吸附在催化剂活性表面上，并形成一种化学吸附络合物，其中铅中毒往往是不可逆的，催化剂在含铅气氛中工作几十小时就会完全丧失活性，而对硫、磷、一氧化碳中毒，催化剂的活性则在一定条件下可以得到恢复。

3、积碳失活：因积炭覆盖在三元催化剂和涂层表面而造成三元催化器失效为积炭失活，覆盖在涂层表面的积碳往往是一种含有碳、氢、硫、氮、氧、重金属等多种元素的混合物，积炭失活是目前导致三元催化器失效的主要原因之一。

4、堵塞失效：三元催化器因堵塞失效造成发动机工作不正常是目前环保发动机很普遍的问题，三元催化器堵塞常见形式有：

（A）使用乙醇汽油胶质积碳烧结堵塞。

（B）硫磷化学络合物烧结堵塞。

（C）铅锰金属沉积物烧结堵塞。

（D）发动机失火造成陶瓷载体烧溶堵塞。

（E）发动机失火造成三元催化器陶瓷载体和金属外壳之间的密封层部分高温老化，成为粉末堵塞后半部陶瓷载体。

三元催化器堵塞是逐步形成的，堵塞的生成是可逆的，堵塞可通过化学过程如氧化和气化而减少，也可以通过物理过程如解吸和挥发组分、气相组分蒸发而减少。

烧毁的三元催化器解剖实物

三元催化器堵塞可以分为三个阶段：第一阶段为轻微堵塞阶段，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。

第二阶段为中度堵塞阶段， 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。

第三阶段为严重堵塞阶段，由于堵塞严重，“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。

蜂窝状的三元催化剂载体（氧化铝） 三元催化剂就附着在载体上

为什么必须清洗三元催化器？

原因之一：汽车使用的汽油含硫、磷量高，它能在氧传感器和三元催化器表面形成化学络合物。

原因之二：城市道路拥挤，开开停停的状况会使燃油不充分燃烧，不充分燃烧产物会附着在三元催化器表面。

原因之三：车辆在做清洗喷油嘴、节气门、进气道养护时积碳、颗粒物会污染三元催化器。

１、三元净化功能降低甚至失效，车辆无法达到尾气排放标准，造成三元10－20万公里使用寿命缩短3－5万公里；

２、三元排气不畅，背压提高，车辆废油，动力下降，严重时会阻塞三元，造成车辆动力严重不足，甚至引起车辆自燃。

１、车辆每行驶1万公里必须清洗三元!

２、感觉到车辆废油，动力下降，也必须清洗三元！

３、车辆每年尾气工况检测前必须清洗三元！

４、车辆每次作清洗喷油嘴、节气门和进气道养护的同时必须清洗三元！

三元净化器的使用寿命平均只有3－5万公里。每行驶1万公里清洗一次三元，可将三元净化器使用寿命延长至10－20万公里。

如发生三元催化器堵塞，是十分危险的，它会造成排气不畅，背压升高，排气管温度急剧上升，引发车辆自燃。图片均来自网络，在您出行旅游时要注意检查好您的爱车，北京汽车租赁网祝您十一出行愉快！

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