三元催化转化器失效分析

在正常的使用情况下，由于三元催化转化器的工作特性及不可避免的元素污染，随着行驶的时间和公里增加，三元催化器会发生老化失效现象。根据各种试验，总结失效的原因主要是以下三个方面。

1 各种元素对三元催化转化器的影响

(1)铅、锰元素对三元催化转化器的影响

含铅汽油的使用，将导致催化转换器重金属中毒，催化效果降低。国内汽油市场，铅含量根据国务院129 号文件规定为0.005L/g 以内。基本可以满足使催化剂不中毒的要求。但是国内的炼油厂在停止使用四乙基铅作为汽油抗爆剂的同时，采用了羟基锰(MMT)作为抗爆剂，直接造成三元催化转化器中锰元素含量大幅增加。根据世界车用燃油规范中的介绍，MMT 中的锰元素经燃烧后，将稳定地沉积在发动机火花塞和三元催化转化器内，造成火花塞失火，增加排放，降低发动机机械性能。同时锰元素沉积在催化器上，引起堵塞，起燃特性及稳态转化效率降低。会使微粒增加。MMT 的燃烧生成物将沉积在催化器表面，该沉积物有储氧的功能，将造成三元催化转化器氧传感器误报，放过因催化器实际失效而引起的高排放检测。

(2)磷、锌元素对三元催化转化器的影响

磷、锌元素与三元催化转化器活性材料反应或覆盖在催化转化器活性表面上，造成催化转化器效率下降。由于机油添加剂中磷、锌元素无法取消，而内燃机烧机油的特性也不可避免，所以催化剂配方以及涂层技术仍需改进。

(3)硫元素对三元催化转化器的影响

汽油燃烧后，其中的硫元素随着尾气进入三元催化转化器，这些硫元素与催化转化器的表面上的金属氧化物反应生成硫酸盐，减弱了催化剂对空/燃比变化的敏感程度，使其丧失储存，释放氧的功能，硫化物吸附在催化剂的表面，妨碍了HC、CO、NO 的吸附。较高含S 油在整个空/然比范围内延长了催化剂的点燃时间，提高了起燃温度，降低转化效率。

2 机械损伤对三元催化转化器的影响

催化转化器在制造和装配过程中由于受力不当会产生裂缝，尤其是纵向裂缝一旦产生，排放的尾气将通过相对阻力较小的裂缝间隙排除催化转化器，不通过带有催化剂的表面，不能达到转化目的。催化转化器壳体或密封材料产生泄漏也会产生无法催化。

3 自身老化对三元催化转化器的影响

经过一定时间的使用，三元催化转化器表面的活性物质自身受到热老化或被覆盖，造成催化转化功能逐渐下降，直到失效。优势车辆使用不当，出现烧结，也加速老化。例如：燃油在发动机内未完全燃烧，残余物随尾气进入三元催化转化器内继续燃烧，其局部温度将超过900℃，活性物质γ-AL2O3 转变为α-AL2O3，发生烧结。