【知識】稀土與大氣環保

目前我國的機動車的動力仍是以燃油為主，由於油料燃燒不完全，尾氣排出有害氣體。當空燃比空氣過少時，形成“濃縮燃燒”，使燃油中的一氧化碳（CO）和碳氫化合物（HC）轉化不完全。當空燃比空氣過多時，形成“稀薄燃燒”，使燃油中的氮氧化物（NOX）還原困難。其中的（CO）、（HC）、（NOX）都是有害氣體。如果汽車集中在大、中城市中應用，尾氣就會造成嚴重的空氣污染。隨著科技的發展，生活品質的提高，人們對汽車尾氣引起的環保問題更加關注。大多年的汽車尾氣治理技術中總結出，採用機前燃油電噴加上機後催化轉化技術的綜合應用是治理汽車尾氣污染最有效的手段之一。

催化轉化技術是由催化轉化器和催化劑組成，催化轉化器是由金屬殼箱體、蜂窩陶瓷、減震隔熱墊層組裝而成，催化劑是由多金屬及氧化物和添加劑構成，它被均勻的塗覆在蜂窩陶瓷上，催化劑又分為貴金屬催化劑、非貴金屬催化劑、稀土和少貴金屬催化劑。貴金屬催化劑淨化效率高，但成本也高，貴金屬資源獲得困難，非金屬催化劑成本低但淨化效率差。稀土和少貴金屬催化劑具有以上兩種的優點又能充分發揮我國的稀土資源優勢。

經國內外多年的研究和實踐，稀土在汽車尾氣淨化過程中的作用是多方面的，由於稀土元素具有獨特的儲氧功能，儲氧作用可以調節空燃比，稀土元素還具有變價特性，可以增加催化劑的活性。稀土元素還可以改善催化劑的抗鉛硫中毒性能，同時稀土加入有助於貴金屬組份在高溫下有良好的彌散性及分散性，防止催化劑載體的品粒長大和燒結，增加了催化劑的熱穩定性。所以由於稀土元素的加入可提高了催化劑的性能和使用壽命。稀土是我國最豐富的資源之一。其儲量和產量在世界上排名第一，但國內的稀土應用量在世界上卻名列第二位，稀土用於汽車的尾氣淨化的最大用戶是美國。所以發揮我國的稀土資源優勢，大力開發稀土在汽車尾氣淨化催化劑領域中的應用既可帶動我國稀土產業化的發展，又能治理城市汽車尾氣排放所帶來的大氣污染。對合理利用我國豐富的稀土資源，保護生態環境，實現社會、經濟可持續發展具有重要的意義。

北京蘭天大氣環保設備廠，在中科院大化所生態中心，清華大學等院校支持和幫助下，自行研製了具有中國特色的稀土與貴金屬複合型汽車尾氣淨化劑。稀土在淨化劑中的用量占20%～40%，貴金屬的用量在每升催化劑中僅為0.9克，稀土用量與貴金屬用量的比值之高在國內外處於先進水準，其淨化率在90%以上，劣化係數為CO：99.3/98.7=1.01,HC:92.1/89.1=1.08,NOX:99.8/89.6=1.11。同時應用催化劑開發了催化轉化器，該產品與國外同類催化轉化器相比性能指標相當，與國內同類催化轉化器相比具有高的轉化效率和使用壽命。

隨著國民經濟的發展，人民生活水準的不斷提高，汽車在城市中的佔有量將會越來越多。從城市的環保需要，汽車的尾氣治理將是一個長期的任務。我國又是貴金屬資源奇缺的國家，而我國稀土資源又極為豐富。因此發揮我國稀土資源優勢，取稀土之長補貴金屬之短，加強稀土催化劑技術的基礎研究，大力發展稀土在汽車尾氣淨化劑中的應用，參與國際市場的競爭，是我們今後一項重要任務。


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