催化燃燒應用在汽車尾氣凈化領域

汽油車排氣催化凈化性能的提高和柴油車排氣及黑煙微粒的催化消除，氯氟烴類(CFCs)的催化分解和催化合成代用品，CO2的催化合成利用、催化傳感器、燃料電池以及臭氧在低層大氣中的催化消除等。因而，我們可以看到，催化技術在解決當前國際上普遍關心的地球環(huán)境問題將發(fā)揮著重要的作用，并且催化研究也將從初的“以獲取有用物質為目的的石油化工催化”的時期，而逐漸地轉向了“以消除有害物質為目的的新的能源環(huán)保催化”時期。

催化燃燒的實質及其優(yōu)勢。

催化燃燒是典型的氣—固相催化反應，它借助催化劑降低了反應的活化能，使其在較低的起燃溫度200～ 300℃下進行無焰燃燒，有機物質氧化發(fā)生在固體催化劑表面，同時產生CO2和H2O，并放出大量的熱量，因其氧化反應溫度低，所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程，使其多數(shù)形成分子氮。

與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢:

(1)起燃溫度低，能耗少，燃燒易達穩(wěn)定，甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應。

(2)凈化效率高，污染物(如NOx及不完全燃燒產物等)的排放水平較低。

(3)適應氧濃度范圍大，噪音小，無二次污染，且燃燒緩和，運轉費用低，操作管理也很方便。

催化劑的類型及性能要求

目前國內外主要研究的催化劑基本上有兩大類:一類為貴金屬催化劑，這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好，技術較為成熟，但由于貴金屬價格高，資源短缺，所以，未能將其產業(yè)化;另一類為非金屬催化劑，主要集中在過渡金屬氧化物催化劑、復氧化物催化劑(鈣鈦型復氧化物和尖晶石型復氧化物)的研究方面。目前，尋找來源豐富、價格低廉、性能相當?shù)姆琴F金屬催化劑，以替代傳統(tǒng)的貴金屬催化劑用于催化燃燒過程已成為了研究的一個重要方向。

催化燃燒對催化劑的基本要求是:既能抑制燒結、保持活性物質具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性，又要具有一定的活性，可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。這在某種程度上是互相矛盾的，因為研究已經證明氧化物的活性和熱穩(wěn)定性成反比。同時，需有高的機械強度以及對燃料中所含毒素有高的耐腐蝕性。