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       今天，汽車已經(jīng)成為人類不可缺少的交通運輸工具。自從1886年第一輛汽車誕生以來，它給人們的生活和工作帶來了極大的便利，同時也已經(jīng)發(fā)展成為近現(xiàn)代物質文明的支柱之一。但是，我們也應該看到，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，汽車也帶來了大氣污染，即汽車尾氣污染。

       1943年，在美國加利福尼亞州的洛杉磯市，250萬輛汽車每天燃燒掉1100噸汽油。汽油燃燒后產(chǎn)生的碳氫化合物等在太陽紫外光線照射下發(fā)生化學反應，形成淺藍色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼病。后來人們稱這種污染為光化學煙霧。1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生光化學煙霧事件，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世紀十大環(huán)境公害”之一的洛杉磯光化學煙霧事件。也正是這些事件使人們深刻認識到了汽車尾氣的危害性。

       汽油主要由碳和氫組成，汽油正常燃燒時生成二氧化碳、水蒸氣和過量的氧等物質。但由于燃料中含有其他雜質和添加劑，且燃料常常不能完全燃燒，常排出一些有害物質。研究表明，汽車尾氣成分非常復雜，有100種以上，其主要污染物包括一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物。一氧化碳會阻礙人體的血液吸收和氧氣輸送，影響人體造血機能，隨時可能誘發(fā)心絞痛、冠心病等疾病。碳氫化合物會形成毒性很強的光化學煙霧，傷害人體，并會產(chǎn)生致癌物質。產(chǎn)生的白色煙霧對家畜、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，它損壞人的眼睛和肺，并形成光化學煙霧，是產(chǎn)生酸雨的主要物質，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力。如開發(fā)電動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)有的汽車動力裝置和燃油質量。采用設計優(yōu)良的發(fā)動機、改善燃燒室結構、采用新材料、提高燃油質量等都能使汽車排氣污染減少，但是不能達到“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，是采用一些先進的機外凈化技術對汽車產(chǎn)生的廢氣進行凈化以減少污染，此途徑也不能達到“零污染”。機外凈化技術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、化學的方法減少排氣中的污染物。可分為催化器、熱反應器和過濾收集器等幾類。前者多用于汽油機汽車，后者多用于柴油機汽車。

       三元催化轉化器技術是目前應用最多的凈化技術。當發(fā)動機工作時，尾氣經(jīng)排氣管進入催化器，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氣和氧氣；而碳氫化合物和一氧化碳分別與廢氣中殘存的氧氣及前一反應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構，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)測試，當發(fā)動機的空燃比，也就是空氣和燃料的比例，處在接近理論空燃比附近時，三元催化劑可將90％的碳氫化合物和一氧化碳及70％的氮氧化物同時凈化掉。因為可以同時凈化三種污染物，因此這種催化器被稱為三元催化轉化器。

       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40余年的歷程。鉑、銠、鈀等貴金屬對于汽車排氣有著優(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發(fā)動機和汽油均有較高要求，且貴金屬儲量少，成本高，限制了它們的廣泛應用。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。在貴金屬催化劑中加入有可變價態(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，總量有8400多萬噸，而我國是稀土資源大國，一旦采用稀土的催化凈化器投入生產(chǎn)，就會使催化器的價格大幅下降，同時也為我國汽車工業(yè)迎接國際竟爭提供了有利條件。