今天，樂知網(wǎng)律師 給大家分享： 汽車尾氣凈化催化劑的最新研究成果及專利介紹 。

汽車尾氣凈化催化劑的最新研究成果及專利介紹

汽車在現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程中已經(jīng)成為人們生活十分重要的一部分，但無法忽視的是，在給生產(chǎn)與生活帶來便利的同時(shí)，汽車尾氣成為了環(huán)境污染的主要來源之一，嚴(yán)重危害著人們的健康。

尾氣中主要污染物包括：一，汽油燃燒或燃燒不完全產(chǎn)生的含鉛懸浮顆粒物（如肉眼可見的黑煙或不可見的細(xì)小顆粒物）；二，高溫高壓燃燒而產(chǎn)生的大量氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）；三，燃燒時(shí)產(chǎn)生的其余廢氣，包括以甲醛為主的碳?xì)浠衔铮℉C）以及硫化物等。

這些尾氣中的有害氣體對大氣的污染十分嚴(yán)重，其中，后二者雖然肉眼不可見，但對人體的健康危害更大，尤其碳?xì)浠衔锖偷趸镌谑艿綇?qiáng)烈太陽光紫外線照射后，會產(chǎn)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，生成一種新的污染物——光化學(xué)煙霧。

這種煙霧不但對人危害極大，對植物的傷害也十分嚴(yán)重。

為了限制尾氣中有毒物質(zhì)的排放，從2000年開始，我國就全面推行尾氣排放國1標(biāo)準(zhǔn)。

到了2012年，北京市開始率先實(shí)施國5排放標(biāo)準(zhǔn)，這相當(dāng)于歐盟2009年執(zhí)行的歐5標(biāo)準(zhǔn)。

2022年起，由于霧霾日益嚴(yán)重，北京市進(jìn)一步加大尾氣控制力度，實(shí)施國6尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于歐洲2022年正式實(shí)施的世界最嚴(yán)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)——?dú)W6標(biāo)準(zhǔn)。

為了滿足嚴(yán)格的法規(guī)要求，更為了保護(hù)我們的環(huán)境，凈化尾氣中的有害氣體、控制尾氣污染已經(jīng)成為一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。

目前減少尾氣中有害氣體排放的必要手段之一是在排氣口安裝凈化裝置，而凈化裝置主要采用催化凈化法，該方法是一種使尾氣通過催化劑床層，經(jīng)歷催化反應(yīng)，變成無害物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成其他易于除去的物質(zhì)的方法。

圍繞該方法的專利種類繁多且層出不窮，從技術(shù)角度可簡單分為五類，包括：催化劑活性組分及助劑相關(guān)、催化劑載體相關(guān)、催化劑涂層材料相關(guān)、催化轉(zhuǎn)化監(jiān)控相關(guān)和催化轉(zhuǎn)化器相關(guān)。

本文分別就這五類技術(shù)介紹2022年最新公開的國內(nèi)外相關(guān)專利，以專利為信息媒介，達(dá)到了解最新技術(shù)熱點(diǎn)及競爭動態(tài)的目的。

一、催化劑活性組分及助劑相關(guān) 催化劑活性組分是催化凈化技術(shù)的核心，為了使其發(fā)揮最大的效果，經(jīng)常混入適量的助劑。

助劑也稱助催化劑，不同的活性組分對應(yīng)不同的助劑，好比不同兵種需要不同的武器。

助劑的作用包括：提高催化劑的高溫穩(wěn)定性、促進(jìn)貴金屬的分散、增加催化劑的低溫催化活性、提高催化劑的儲-放氧能力、改善催化劑界面吸附特性及表面酸堿性、影響催化劑金屬載體強(qiáng)相互作用、增強(qiáng)催化劑抗中毒能力，用于氮氧化物吸附-還原稀燃催化劑之中，產(chǎn)生新的活性中心或活化原有的活性位等。

早期常見的活性組分多為普通金屬，但該類活性組分存在高溫性能不理想、熱穩(wěn)定不好、易中毒等缺點(diǎn)。

現(xiàn)在催化劑的主流的活性組分已經(jīng)被貴金屬代替，為了改進(jìn)其活性性能，最新的組分中還會加入稀土和鈣鈦礦型（ABO3）復(fù)合氧化物。

催化劑活性組分一般都與相應(yīng)的助劑一起，作為“一種催化劑制備方法”來申請專利。

比如2022年2月公開，一件名為“汽車尾氣催化劑的制備方法”（公開號CN106391131A）的專利申請，該發(fā)明專利公開的尾氣催化劑主要成分包括氧化鋯、氧化鈰、鎳粉、鑭粉、氧化錳和氧化鋁，其中鎳、鑭和錳屬于助劑。

主要成分按一定比例被充分研磨之后還與需與納米二氧化鈦粒子分散液、果聚糖等共混，這樣做可以大大增加催化劑的凈化性能。

其余涉及催化劑活性組分及助劑的新公開專利還有CN106423158A、CN106362769A、CN106362793A、CN106345471A和CN106391131A，其創(chuàng)新點(diǎn)均為通過改變活性組分及助劑的種類搭配或質(zhì)量比例，以達(dá)到最佳的催化效果，在這里不一一介紹。

二、催化劑載體相關(guān) 載體是負(fù)載型催化劑的重要組成之一，提供有效比表面積及適宜的孔結(jié)構(gòu)，幫助催化劑獲得好的熱穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度，起著提高活性中心利用率和節(jié)省活性組分用量的作用。

早期的顆粒狀載體容易導(dǎo)致氧化劑快速失活，而金屬載體又有制備工藝復(fù)雜、成本高的問題，隨著技術(shù)的發(fā)展，陶瓷成為現(xiàn)階段性價(jià)比最高的載體原材料。

與其它載體相比，陶瓷具有優(yōu)越的抗熱抗震性能和導(dǎo)熱導(dǎo)電性，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ拇呋瘎┹d體。

2022年新公布的載體專利全部圍繞陶瓷載體技術(shù)，創(chuàng)新點(diǎn)主要集中在優(yōu)化陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)、增大接觸反應(yīng)面積方面，比如公開號為CN205895370U，題目是“一種車用集成顆粒物捕集的三元催化器”的專利申請，其創(chuàng)新之一就是使用了一種“壁流式蜂窩陶瓷載體”，該載體中孔道的一端設(shè)置有用于封閉孔道的孔底，且相鄰孔道的孔底分別位于載體在軸向上的不同端，孔道壁上涂有Pd和Rh涂層。

使用該催化器時(shí)，廢氣不能直接穿過載體的孔道，而只能穿過相鄰孔道之間的孔道壁，并從相鄰?fù)ǖ琅懦觯煌瑫r(shí)，由于孔道壁采用Pd和Rh涂層，孔隙率變小，大大增加了氣流在載體中運(yùn)動的流阻。

因此，這種載體不但可以增加有效催化面積，還能更高效地阻擋或吸附排氣尾氣中的顆粒物碳煙和灰分，從而大大降低顆粒物排放。

三、催化劑涂層材料相關(guān) 催化劑的涂層是由一種或多種金屬氧化物組成的復(fù)合型粉體材料，其作用包括作為貴金屬等活性組分的載體、增大催化活性表面、通過與活性組分的協(xié)同作用機(jī)制提高催化劑的活性、穩(wěn)定性和抗中毒性等。

為了提高活性涂層的耐高溫性能，防止涂層發(fā)生結(jié)塊相變，在改進(jìn)涂層組分的同時(shí)，相關(guān)專利申請的技術(shù)熱點(diǎn)多集中在多層涂層技術(shù)上，因?yàn)閮煞N不同組分的涂層疊加，經(jīng)常會出現(xiàn)“1+1>2”的效果。

比如公開號CN106268859A，名為“一種天然氣汽車尾氣處理催化劑及其制備方法”的專利申請，其創(chuàng)新點(diǎn)在于催化劑涂層有A、B兩層：“A涂層是鎳、鈷改性的氧化鋁涂層，B涂層是鈰、鋯、鑭改性的氧化鋁負(fù)載貴金屬涂層。

”優(yōu)點(diǎn)包括：“本發(fā)明催化劑第一涂層為非貴金屬涂層，成本低于貴金屬涂層，且能夠在高溫、高氣體流速下，發(fā)揮催化作用，處理尾氣中的甲烷；第二涂層為貴金屬涂層，其涂層中貴金屬濃度較高，能夠起到低溫起燃的作用。

” 還有公開號CN106362740A的名為“汽車尾氣凈化器用催化劑”的專利申請，其公布的催化劑載體表面涂層有Pd和Rh兩層，“通過合理設(shè)計(jì)涂層元素及配比，可使其具有很高的抗高溫老化能力，從而實(shí)現(xiàn)催化效率的顯著提升以及使用壽命的顯著延長。

” 四、催化轉(zhuǎn)化監(jiān)控相關(guān) 針對汽車尾氣的直接監(jiān)測技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟，在此基礎(chǔ)上國外率先開始研發(fā)能夠直接測出催化轉(zhuǎn)化效率的尾氣監(jiān)測裝置，比如德國博世公司申請的 “一種確定排放氣體轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率的方法（DETERMINING THE CONVERSION EFFICIENCY OF AN EXHAUST GAS CATALYTIC CONVERTER）”。

博世公司先在德國提交了申請（公開號DE102022215501A1），之后很快在法國和美國申請了同族專利（公開號分別是FR3040075A1，US20220044962A1）。

該項(xiàng)專利主要公布了一種針對廢氣催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率的監(jiān)測方法，它巧妙地把一個(gè)NOx監(jiān)測器直接連接到催化轉(zhuǎn)化器的下游端，監(jiān)測結(jié)果可以直接反映轉(zhuǎn)化器中的催化轉(zhuǎn)化情況，便于在尾氣污染物超標(biāo)時(shí)候，快速鎖定問題區(qū)域。

五、催化轉(zhuǎn)化器相關(guān) 與催化劑相關(guān)的最后一類專利，主要發(fā)明點(diǎn)集中在優(yōu)化或者改善催化轉(zhuǎn)化器的構(gòu)造上。

比如“一種SCR系統(tǒng)用催化轉(zhuǎn)化器”（公開號為CN205876450U），該專利提出在催化轉(zhuǎn)化器上增加了減震裝置，使進(jìn)入的氣體震動得到緩沖，并開設(shè)消音孔，消除中、高頻段的噪聲產(chǎn)生；還有一款名為“電加熱催化轉(zhuǎn)化器及其制造方法ELECTRICALLY HEATABLE CATALYTIC CONVERTER AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME（公開號為US2022016370(A1)、 CN106351719A和JP2022061923(A)）的專利申請，這款專利升級了轉(zhuǎn)化器的管狀殼體結(jié)構(gòu)，將其氣流通道設(shè)置為螺旋形，并選擇礦物絕緣電加熱器對其加熱。

這樣的改進(jìn)既保證了催化反應(yīng)環(huán)境受熱均勻，又降低了原先轉(zhuǎn)化器中電加熱線路的布線難度。



更多關(guān)于 汽車尾氣凈化催化劑的最新研究成果及專利介紹 的資訊，可咨詢 樂知網(wǎng)。

(樂知網(wǎng)- 領(lǐng)先的一站式知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)平臺，聚焦 專利申請，商標(biāo)注冊 業(yè)務(wù))。

關(guān)鍵詞： 如何申請專利 專利代理 ?