前言：

汽車尾氣中所含的一氧化碳 ： (CO),、二氧化碳(CO2),、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(Nox)和顆 粒物質(zhì)等,，都對環(huán)境污染和人類健康造成很大的威脅,。除了通過改進汽車內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)和燃料狀況來 實現(xiàn)機內(nèi)凈化外,，通常采取的措施是在排放物進入大氣之前進行機外凈化。機外凈化的研究主要集 中在催化凈化上,，而催化劑又是凈化效果的關(guān)鍵,。

 隨著尾氣排放標準的日漸提高，催化劑也經(jīng)歷了從單一氧化型到現(xiàn)在廣泛使用的“三效”催化 劑的研究開發(fā)過程,。

對于三效催化劑,，其結(jié)構(gòu)、各層元素分布情況直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的催化效能，無論是在研究 開發(fā)階段,、成品的常規(guī)檢驗和質(zhì)量控制還是殘次品的失效分析,，電子探針憑借其在微區(qū)分析的強大 能力，都能夠發(fā)揮重要的作用,。

1,，催化劑的結(jié)構(gòu)

汽車尾氣催化劑凈化的目的主要是將有害的 CO 和 HC 氧化成 CO2 和 H2O，將 NOx 還原成 N2,。因 此催化劑需具備氧化與還原兩種能力才能夠凈化這三種氣體,，即現(xiàn)在廣泛使用的三效催化劑。目前 最常用的是蜂窩型催化器,，載體是陶瓷蜂窩體（也有 使用金屬載體的）,，其外附載有高比表面積的氧化鋁 涂層，其上再浸附催化活性成分,，以及在各層中添加 穩(wěn)定助劑,。 這些結(jié)構(gòu)成分的作用并不是孤立的，而是一個相 互影響協(xié)同作用的關(guān)系,?？刂坪酶鞣N組分的含量及分 布，在降低成本的情況下,，最有效的發(fā)揮催化劑的凈 化能力,，是為各科研單位和生產(chǎn)企業(yè)的共同課題。

2,，電子探針在汽車催化劑測試中的使用

微區(qū)分析儀器中,，電子探針憑借較高的能量分辨率和較低含量的檢出限，使其在汽車尾氣催化 劑的科研,、失效解析及常規(guī)檢測中能夠發(fā)揮重要的效用,。 使用島津 EPMA-1720 電子探針對某企業(yè)生產(chǎn)的汽車尾氣催化劑中所含有的元素（首先使用定性 分析確認）進行面掃描分析，以解析各元素在催化劑的各結(jié)構(gòu)層中的分布情況,，結(jié)果如下圖：

從測試結(jié)果可以看出：此汽車尾氣催化劑為 Rh/Pd 貴金屬催化劑,，使用較為廉價的 Pd 代替 Pt， 并保持低含量的 Rh,。由于 Rh 和 Pd 在高溫下會生成合金,，會降低催化劑活性，所以采用雙層涂層結(jié) 構(gòu)：外層含 Rh,、廉價金屬熱穩(wěn)定劑、CeO2 儲氧劑和對氣體吸附性較高的 ZrO2,；內(nèi)層貴金屬成分為 Pd,、熱穩(wěn)定助劑以及增強儲氧能力的 La2O3-CeO2；蜂窩型堇青石陶瓷為載體，Al2O3 為涂層以提供 大的比表面積供貴金屬及有效活性催化成分附著和提供化學反應場所,，添加 Zr,、Ba、La,、Sr 等以提 高顆粒分散性及作為有效活性成分和涂層 Al2O3 的熱穩(wěn)定助劑,。

從測試出的兩層結(jié)構(gòu)分布可以看出，此尾氣凈化為先還原后氧化型催化原理,，即當汽車尾氣流 經(jīng)蜂窩型平行小通道時,，首先在催化劑外層表面吸附并擴散，參與 Rh 催化的化學反應,，主要是 Nox 的還原反應,，氣體中的 HC 和 CO 向內(nèi)層進一步擴散，在內(nèi)層 Pd 作用下發(fā)生氧化反應,，反應產(chǎn)物再由 內(nèi)層到外層脫附排出,。

3，小結(jié)

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展和更嚴厲的排放標準出臺,，汽車尾氣凈化催化劑的發(fā)展前景十分廣闊,。 如何在控制成本的條件下，更合理的調(diào)整催化劑活性的結(jié)構(gòu),，添加可替代的廉價金屬,，開發(fā)出更高 效凈化能力的產(chǎn)品，是目前研究的熱點,。