Cu-ZSM-5/堇青石整体式催化剂用于柴油机 尾气净化的研究

随着现代化交通系统的发展和汽车数量的增加，柴油机的使用也越来越多。柴油 机主要应用在大功率机械，包括公交、大卡车、建筑采矿设备等。近年来，柴油机因 其经济型、可靠性、耐久性以及强劲的动力，也逐渐应用到轻型汽车中。柴油机与汽 油机相比具有更高的热效率和使用寿命，特别是近些年来柴油机技术取得了很大的进 步，它具有环保、节能和经济实用的特点。柴油机由于空燃比较高，过量氧使燃油燃 烧充分，节省了燃料，增大了功率，降低了一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)、二氧化 碳(CO2）的排放[1]。一氧化碳和碳氢化合物的排放量仅相当于同等排量汽油机的1/2到 1/10，氮氧化物的排放量二者处于同一数量级，只是柴油机颗粒物的排放量远高于汽油 机（约为30~80倍）[2]。由于柴油机相对于汽油机的上述优势，因而在各个领域中得到 了广泛的应用。
柴油机通过尾气排放的有害物主要有以碳质为核心的颗粒物(PM) 、碳氢化合物 (HC) 、一氧化碳(CO) 、氮氧化物(NOx) 、二氧化硫( SO2) ，这些排放的污染物对大气 环境的污染形势越来越严峻，直接严重地危害了人们的身体健康。美国环保局的实验 证明[3]，粒径在0.1~10.0μm之间的颗粒物(PM)，吸附在柴油机排气微粒表面的可溶性有 机物具有诱变作用，其组分的90%以上为致癌物，包括有强致癌物3，4苯并(α)芘和苯 并蒽等有机物。0.1~0.5μmPM除了可以吸入人体肺部致癌外，同时还可导致其它病变 [4]。CO会阻碍血液中血红蛋白输送氧气，人体吸入后会因缺氧而感到疲劳，引起头 晕、恶心等中毒症状，甚***亡。另外，CO能促使NO向NO2转化，从而使光化学烟雾 增加。光化学烟雾[5]是由汽车尾气中的不饱和烃和NOx等污染物在一定的气象条件下、 强烈的紫外线照射后，产生的一种复杂光化学反应，生成的一种新的二次污染物，它 能使空气的能见度降低，有一定的致癌性，能导致居民呼吸困难、头疼、恶心。含有 NOx和不饱和烃的废气经过光化学反应后还可以形成臭氧，臭氧[6]是一种刺激性很强的 气体，能刺激人的眼睛和呼吸道，也影响植物的光合作用，是导致森林病害的主要因 素之一。NOx和SO2还是形成酸雨的前驱物。酸雨[7]的形成是一种复杂的大气化学和大 气物理现象，对农业、林业、建筑和人民生活都会带来*的危害。