本书以汽油车、天然气车和摩托车尾气净化催化材料及催化剂技术为核心内容,主要介绍机动车尾气污染成因、净化策略及排放法规发展;汽油车尾气净化的催化材料、催化剂的研究进展;天然气车、摩托车尾气净化催化剂的研究进展;汽油车、天然气车和摩托车尾气净化催化剂应用匹配发展及实例等。对空气污染防治、环保政策实施有较好的参考意义。
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第一章 机动车尾气污染物的产生及净化策略 1
第一节 机动车尾气污染物的种类、产生机理及危害 1
一、一氧化碳(CO) 1
二、氮氧化合物(NOx) 2
三、碳氢化合物(HC) 3
四、颗粒物(PM) 3
第二节 机动车尾气污染物的控制法规和净化策略 4
第三节 机动车尾气净化催化剂种类及基本组成 16
一、基体 16
二、载体 18
三、活性组分 19
四、助剂 19
第四节 机动车尾气净化催化剂的评价和匹配 19
一、机动车尾气净化催化剂实验室评价和匹配 20
二、机动车尾气净化催化剂台架及整车评价和匹配 21
参考文献 24
第二章 汽油车尾气净化催化材料技术 25
第一节 CeO2 基储氧材料技术 25
一、CeO2 基储氧材料的主要应用 25
二、CeO2 基储氧材料的发展历程 26
三、CeO2 的主要性能 27
四、CeO2-ZrO2 固溶体的主要性能 32
五、CeO2-ZrO2-MOx 多元复合氧化物的主要性能 38
六、CeO2 基储氧材料的制备方法 40
七、CeO2 基储氧材料的发展趋势 42
第二节 耐高温高比表面积Al2O3 材料技术 43
一、Al2O3 材料的分类 43
二、Al2O3 材料在汽车尾气净化催化剂中的作用 46
三、Al2O3 材料的烧结和相变 47
四、Al2O3 材料的掺杂 49
五、Al2O3 材料的制备方法 54
六、Al2O3 材料的发展趋势 57
第三节 CeO2-ZrO2-Al2O3 材料技术 57
一、CeO2-ZrO2-Al2O3 材料的产生 57
二、CeO2-ZrO2-Al2O3 材料的结构特征 58
三、CeO2-ZrO2-Al2O3 材料的制备方法 62
四、CeO2-ZrO2-Al2O3 材料的发展趋势 71
参考文献 72
第三章 汽油车尾气净化催化剂技术 85
第一节 我国汽油车发展现状 85
第二节 汽油车尾气排放特点 85
一、汽车发动机稳态排放特性 85
二、影响汽油机排放的其他因素 88
三、汽油车尾气排放的特点 88
第三节 汽油车三效催化器工作原理及工作方式 89
第四节 汽油车尾气净化催化剂的组成及种类 91
一、三效催化器的基本组成 91
二、三效催化器的分类 92
第五节 汽油车尾气净化催化剂的发展 93
一、早期的尾气净化催化剂 93
二、Pt-Rh 型和Pt-Pd-Rh 型三效催化剂的形成 94
三、先进TWC 技术 95
四、高Pd 的Pd/Rh 催化剂 97
五、超低含量贵金属催化剂或非贵金属TWC 催化剂 99
六、含cGPF 的催化剂 99
第六节 汽油车尾气净化催化剂发展趋势 100
一、堇青石蜂窝基体 100
二、低贵金属催化剂的研发 100
三、新型催化体系或催化应用技术的研发 101
四、三效催化技术的发展趋势 101
第七节 催化转化器的失效原因 104
一、高温失活 104
二、化学中毒 105
三、沉积失活 105
四、与发动机不匹配 106
五、氧传感器失效 106
六、机械失活 106
七、三效催化转化器失效解决方案 106
第八节 汽油机尾气净化催化剂未来展望 106
参考文献 107
第四章 天然气车尾气净化催化剂技术 109
第一节 压缩天然气车发展概况 109
第二节 天然气车尾气排放特点 112
一、天然气作为车用燃料的特点 112
二、天然气车的分类 113
三、天然气车排放特点 114
第三节 天然气车尾气净化原理 120
一、天然气车尾气净化分类 120
二、天然气车尾气净化原理 121
第四节 天然气车净化催化剂的组成和分类 122
一、天然气车净化催化剂的组成 122
二、天然气催化剂的分类 124
第五节 天然气车尾气净化催化剂 124
一、理论空燃比天然气催化剂的研究概况 124
二、稀燃天然气催化剂的研究概况 132
第六节 天然气车净化催化剂发展趋势 140
参考文献 141
第五章 摩托车尾气净化催化剂(器)技术 146
第一节 摩托车发展概况 146
第二节 摩托车化油器与电喷特点 147
一、摩托车化油器特点 147
二、摩托车电喷特点 148
第三节 摩托车尾气的排放特点 149
第四节 摩托车尾气排放控制法规 150
第五节 摩托车尾气排放控制措施 151
第六节 摩托车尾气净化催化剂 152
一、国内外摩托车尾气排放控制技术研究现状 152
二、摩托车尾气净化催化剂工作原理 153
三、摩托车尾气净化催化剂的组成 154
四、摩托车尾气净化催化剂的种类 164
五、摩托车尾气净化催化剂失活模式 166
六、摩托车尾气净化催化剂的发展与挑战 168
参考文献 168
第六章 尾气净化催化剂应用匹配 170
第一节 汽油车尾气净化催化剂应用匹配 170
一、测试方法 170
二、汽油机催化剂匹配举例 177
第二节 天然气车尾气净化催化剂应用匹配 188
一、测试方法 192
二、天然气发动机/车催化剂匹配举例 202
第三节 摩托车尾气净化催化剂应用匹配 210
一、测试方法 210
二、摩托车尾气净化催化剂匹配举例 214
三、摩托车催化剂匹配举例 223
参考文献 241