三元是什么意思啊?这催化又是什么意思啊?
现在的汽油车上都有一个尾气净化装置,它的名字叫做三元催化器,其主要作用是将汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物,进行氧化和还原处理,生成对大气无害的二氧化碳、氮气以及水,从而达到净化的结果。但是很多人仍然弄不懂:这三元是什么意思啊?这催化又是什么意思啊?它又是如何净化尾气的呢?它在使用中会不会消耗殆尽呢?下面我们就分别来回答这些问题并说说三元催化器的工作原理。
所谓的“三元”是指三元催化器中所含有的三种贵金属元素,分别是铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd),这三种元素的金属氧化物对某些化学反应具有催化作用。为此,人们就把它们以催化剂涂层的形式涂敷在陶瓷基体上,安装在汽车的排气管中以催化汽车尾气的氧化还原反应,三元催化器也由此得名。在尾气净化过程中,铂(Pt)和钯(Pd)主要起催化一氧化碳和碳氢化合物的作用,而铑(Rh)主要起催化氮氧化物的作用,陶瓷基体呈蜂窝状,可以大大增加三元催化器的催化反应面积。
所谓的“催化”是指三元催化器在净化尾气的过程中,能够起到增强尾气物质活性、加快反应速度的作用。但是它本身并不参与反应,自身的质量和化学性质不会发生变化,所以即使长时间工作,三元催化器也不会消耗殆尽。这就像我们在学高中化学时的氯酸钾加热分解制取氧气的实验,如果没有二氧化锰,反应会非常慢,但是加入少量的二氧化锰之后,反应速度会大幅度提高,但二氧化锰本身并没有任何消耗与性质上的变化。这种催化反应的过程和原理是非常复杂的,我们在此也不必讨论,只需要知道三元催化器的作用就好了。
三元催化器具体的工作过程是:当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的催化剂将增强一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物三种气体的活性,促使其在催化器表面进行一定的氧化-还原化学反应:一氧化碳在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳,碳氢化合物在高温下氧化成水和二氧化碳,氮氧化物还原成氮气和氧气。就这样三种有害气体都变成了无毒无害的常见气体,汽车尾气就这样得以净化。