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       今天，汽車已經(jīng)成為人類不可缺少的交通運(yùn)輸工具。自從1886年第一輛汽車誕生以來(lái)，它給人們的生活和工作帶來(lái)了極大的便利，同時(shí)也已經(jīng)發(fā)展成為近現(xiàn)代物質(zhì)文明的支柱之一。但是，我們也應(yīng)該看到，在汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展、汽車產(chǎn)量和保有量不斷增加的同時(shí)，汽車也帶來(lái)了大氣污染，即汽車尾氣污染。

       1943年，在美國(guó)加利福尼亞州的洛杉磯市，250萬(wàn)輛汽車每天燃燒掉1100噸汽油。汽油燃燒后產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锏仍谔?yáng)紫外光線照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成淺藍(lán)色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼病。后來(lái)人們稱這種污染為光化學(xué)煙霧。1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生光化學(xué)煙霧事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死亡，后者使全市3／4的人患病。這就是在歷史上被稱為“世界八大公害”和“20世紀(jì)十大環(huán)境公害”之一的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件。也正是這些事件使人們深刻認(rèn)識(shí)到了汽車尾氣的危害性。

       汽油主要由碳和氫組成，汽油正常燃燒時(shí)生成二氧化碳、水蒸氣和過(guò)量的氧等物質(zhì)。但由于燃料中含有其他雜質(zhì)和添加劑，且燃料常常不能完全燃燒，常排出一些有害物質(zhì)。研究表明，汽車尾氣成分非常復(fù)雜，有100種以上，其主要污染物包括一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔?。一氧化碳?huì)阻礙人體的血液吸收和氧氣輸送，影響人體造血機(jī)能，隨時(shí)可能誘發(fā)心絞痛、冠心病等疾病。碳?xì)浠衔飼?huì)形成毒性很強(qiáng)的光化學(xué)煙霧，傷害人體，并會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)。產(chǎn)生的白色煙霧對(duì)家畜、水果及橡膠制品和建筑物均有損壞。氮氧化合物使人中毒比一氧化碳還強(qiáng)，它損壞人的眼睛和肺，并形成光化學(xué)煙霧，是產(chǎn)生酸雨的主要物質(zhì)，可使植物由綠色變?yōu)楹稚敝链竺娣e死亡。

       治理汽車尾氣主要有三條途徑。第一，最根本和最終的途徑是改變汽車的動(dòng)力。如開發(fā)電動(dòng)汽車及代用燃料汽車。此途徑使汽車根本不產(chǎn)生或只產(chǎn)生很少的污染氣體。第二，改善現(xiàn)有的汽車動(dòng)力裝置和燃油質(zhì)量。采用設(shè)計(jì)優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機(jī)、改善燃燒室結(jié)構(gòu)、采用新材料、提高燃油質(zhì)量等都能使汽車排氣污染減少，但是不能達(dá)到“零排放”。第三，目前廣泛采用的適用于大量在用車和新車的凈化技術(shù)，是采用一些先進(jìn)的機(jī)外凈化技術(shù)對(duì)汽車產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行凈化以減少污染，此途徑也不能達(dá)到“零污染”。機(jī)外凈化技術(shù)就是在汽車的排氣系統(tǒng)中安裝各種凈化裝置，采用物理的、化學(xué)的方法減少排氣中的污染物。可分為催化器、熱反應(yīng)器和過(guò)濾收集器等幾類。前者多用于汽油機(jī)汽車，后者多用于柴油機(jī)汽車。

       三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)是目前應(yīng)用最多的凈化技術(shù)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，尾氣經(jīng)排氣管進(jìn)入催化器，其中氮氧化物與尾氣中的一氧化碳、氫氣等還原劑在催化作用下分解成氮?dú)夂脱鯕猓欢細(xì)浠衔锖鸵谎趸挤謩e與廢氣中殘存的氧氣及前一反應(yīng)生成的氧氣在催化作用下充分氧化，生成二氧化碳和水蒸氣。由于三元催化器中催化劑是蜂窩結(jié)構(gòu)，蜂窩表面涂有催化材料，與廢氣的接觸表面積非常大，所以其凈化效率很高。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，也就是空氣和燃料的比例，處在接近理論空燃比附近時(shí)，三元催化劑可將90％的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸技?0％的氮氧化物同時(shí)凈化掉。因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)凈化三種污染物，因此這種催化器被稱為三元催化轉(zhuǎn)化器。

       催化劑可以安裝于消聲器中組成凈化消聲器，也可以在消聲器后安裝凈化器。從1957年美國(guó)人伯菜特首先研究成功凈化汽車排氣的球形催化劑至今，汽車凈化催化劑已走過(guò)40余年的歷程。鉑、銠、鈀等貴金屬對(duì)于汽車排氣有著優(yōu)良的催化活性，因此，它們被首選為催化劑材料。然而貴金屬催化劑對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油均有較高要求，且貴金屬儲(chǔ)量少，成本高，限制了它們的廣泛應(yīng)用。于是，非貴金屬催化劑特別是稀土催化劑逐漸被開發(fā)出來(lái)。在貴金屬催化劑中加入有可變價(jià)態(tài)的稀土元素氧化物可明顯改善催化性能。世界稀土資源豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)，總量有8400多萬(wàn)噸，而我國(guó)是稀土資源大國(guó)，一旦采用稀土的催化凈化器投入生產(chǎn)，就會(huì)使催化器的價(jià)格大幅下降，同時(shí)也為我國(guó)汽車工業(yè)迎接國(guó)際竟?fàn)幪峁┝擞欣麠l件。