2018年中國汽車尾氣催化劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析【圖】

    （一） 陶瓷載體、涂層、助劑等為催化劑關(guān)鍵材料

    隨著汽車保有量的增加，汽車尾氣已經(jīng)成為影響全球環(huán)境的重要因素，各國對汽車尾氣的處理日益重視。汽車尾氣的主要成分包括一氧化碳、未燃燒的烴類、氮氧化合物、二氧化碳、鉛、二氧化硫等有害物質(zhì)。

    汽車尾氣控制可以分為機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種技術(shù)，三效催化是當(dāng)前主流的機(jī)外控制技術(shù)。目前，機(jī)外凈化的主要方式是安裝催化凈化器對有害氣體進(jìn)行處理。隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)外催化技術(shù)從之前的二效催化發(fā)展成了三效催化技術(shù)，其基本原理是通過催化劑的作用， 同時(shí)對CO、 未燃燒烴類、 NOx三類有害物進(jìn)行催化凈化，把其氧化、還原成對人體健康無害的二氧化碳（CO2）、氮?dú)猓∟2）和水蒸氣（H2O）。三效汽車尾氣催化劑相關(guān)組成包括：載體、表面涂層、活性部分、助劑。

汽車尾氣催化劑結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    （二）鈰鋯固溶體，汽車尾氣催化劑領(lǐng)域的熱點(diǎn)

    （1）鈰鋯固溶體，性能優(yōu)異的稀土催化助劑

    鈰鋯固溶體應(yīng)用于汽車尾氣催化的阻化劑（主要是貧氧時(shí)供氧，富氧時(shí)吸氧），性能。 作為稀土催化助劑，鈰鋯復(fù)合氧化物中CeO2的主要功能是提供儲氧能力，CeO2在貧氧區(qū)放出O2，氧化CO和HC烴類，在富氧區(qū)儲存O2，從而控制貴金屬附近的氣氛波動，起到擴(kuò)大空燃比窗口的作用，保持催化劑的催化活性。此外鈰鋯固溶體還具備較高熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的低溫催化性能，為解決尾氣凈化催化劑的工作窗口窄、起燃溫度高等缺陷提供可能性。

    （2）鈰鋯市場需求穩(wěn)定增長，進(jìn)口替代空間廣闊

    市場需求增長穩(wěn)定。2017年我國汽車產(chǎn)量2994萬輛， 同比增長6.20%，其中汽油車產(chǎn)量約2488萬輛，柴油車產(chǎn)量約322萬輛。汽油車1L排量對應(yīng)0.8-1.2L催化劑,柴油車1L排量對應(yīng)2L催化劑，每升催化劑約需消耗鈰鋯復(fù)合物100g左右。保守估計(jì)汽油車平均排量為1.2L，柴油車平均排量為4L， 經(jīng)測算， 2017年全國燃油汽車對鈰鋯復(fù)合氧化物的需求量達(dá)到4273噸。 未來隨著汽車產(chǎn)量的穩(wěn)定增長，鈰鋯復(fù)合氧化物的需求量有望繼續(xù)增長。

汽車產(chǎn)量及增速

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    鈰鋯固溶體進(jìn)口替代空間廣闊。 目前我國的催化技術(shù)相對落后，鈰鋯固溶體復(fù)合氧化物催化材料競爭力也較弱， 目前全球鈰鋯固溶體復(fù)合氧化物催化材料的技術(shù)和生產(chǎn)主要掌握在比利時(shí)Solvay、日本DKKK、加拿大AMR等國際巨頭手中,國際巨頭的市占率超過70%。

鈰鋯固溶體

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鈰鋯固溶體的作用

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    （三）高純氧化鋁是性能優(yōu)異的涂層材料

    汽車尾氣催化劑載體主要分為顆粒式和整體式兩類。顆粒型具有更高的比表面積，但是因?yàn)轭w粒堆積密集，在尾氣通過時(shí)會引起較大的壓力降，產(chǎn)生較高的背壓，從而降低引擎工作效率,很快被整體式取代。為了解決整體式載體比表面積較小，不能有效實(shí)現(xiàn)氣—固接觸的缺點(diǎn)，一般會在其表面涂覆一層具有高比表面積的活性涂層。在氧化鋁的各晶型中， γ-Al2O3具有較強(qiáng)吸附能力和大比表面積，是目前主要使用的涂層材料。 γ-Al2O3涂層一般占載體重量的5—15％，涂覆氧化鋁涂層可使載體比表面積增大到50-150m2/g以上，從而提供催化劑足夠大的表面積，確保催化反應(yīng)高效進(jìn)行； 但是γ-Al2O3熱穩(wěn)定性較差，高于1000℃時(shí)會相變成比表面很?。ǎ?0 m2/g）的α—Al2O3，催化劑活性將會下降。因此為防止γ-Al2O3高溫劣化，通常加入Ce、 La、Ba、 Sr、 Zr等稀土或堿土元素氧化物作為助劑增強(qiáng)熱穩(wěn)定性能。

高比表面積的氧化鋁電鏡照片

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