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摘要：近年来我国交通事业日益发达，全国机动车保有量迅速增加，随之而来的汽车尾气对大气污染的影响日趋明显。对细颗粒物来源进行解析发现，城市机动车尾气排放是大气细颗粒物的首要来源。汽车尾气造成的空气污染日趋严重，汽车尾气净化器用载体成为人们研究的热点之一。本文主要从陶瓷载体和金属载体的发展状况、两者在性能和技术上的优缺点进行了概述，并对今后的发展方向做了总结。
关键词：汽车尾气;净化器载体;陶瓷载体;金属载体
近年来我国交通事业日益发达，机动车数量迅速增加，由80年代初的几十万辆，到现在每年生产及使用近几万辆。尤其是近几年，汽车增长量更快，公安部交通管理局官方发布消息显示，截至2018年底我国汽车保有量已达2.4亿辆，比2017年增加了2285万辆，增长达10.51%。随着汽车保有量和城市化进程的加快，汽车尾气对大气污染的影响日趋明显。对细颗粒物来源进行解析发现，城市机动车尾气排放是大气细颗粒物的首要来源。控制机动车污染成为改善城市空气质量的重要途径，汽车尾气净化技术越来越受到众多生产厂家的重视。如何降低汽车尾气净化成本、提高净化效率是当前汽车行业面临的一个重大所面临的挑战。汽车尾气净化方法有机内与机外净化两大类。机外净化是采用空气喷射"氧化型反应器及三效催化反应器等方法对排出的废气进行处理净化，技术的关键是催化剂的净化效果。本文主要介绍了汽车尾气机外净化器载体的种类，主要从金属载体和陶瓷载体进行概述，并提出现阶段面临的任务和挑战。
1 净化器载体种类概述
净化器载体的性能对尾气的净化效果影响极大。理想的净化器载体应具有足够的机械强度、足够的耐热性、合适的孔隙结构或开孔率、低的热容量和高的导热率以及较大的比表面积等特点，目前的净化器载体主要有金属载体和陶瓷载体这两大类。
2 金属载体
2.1 金属蜂窝载体的优缺点
金属载体具有较大的比表面积，比较薄的壁，比较高的机械强度，排气的阻力比较小。目前主要有金属蜂窝状载体及新型金属蜂窝载体。
第一代金属蜂窝载体具有更大的比表面积和开孔率更高、机械强度高、耐振动性强、起燃更快速等优点而被广泛应用在了机外尾气净化器上。但由于其抗氧化和抗腐蚀性能差，与催化活性涂层的结合牢固性较差，在制造工艺没有陶瓷载体成熟，价格也比蜂窝状陶瓷载体昂贵，因此它的发展受到了一定的限制。
2.2 新型金属蜂窝载体的发展
针对金属蜂窝制备工艺复杂、制备成本高等问题，国内外的相关企业及研究机构开发出一种新型金属蜂窝载体。西北有色金属研究院将金属纤维制应用在机动车尾气净化器中，制备出新型金属蜂窝载体。还有将粉末增塑，经多孔分流模挤压成型为整体蜂窝体，再经烧结得到金属蜂窝。上述新型蜂窝载体有效提高了尾气净化器的催化转化效率，使用寿命也得到了延长。
3 陶瓷载体
目前国内外汽车尾气净化器载体的材料大多数为陶瓷载体，而陶瓷载体材料也分为两类：颗粒状陶瓷载体和蜂窝状陶瓷载体。
3.1 颗粒状陶瓷载体
颗粒状陶瓷载体材料是汽车尾气净化载体材料最早的形式，由直径为3～4mm的活性氧化铝小球堆积而成，氧化铝的作用是稀释、支撑和分散催化剂。这种载体材料具有机械强度高、价格低廉、制备简单、与活性组分的亲和力好、装填容易等优点。但由于其容易导致发动机油耗大、功率下降，还会对环境造成二次污染而逐渐被淘汰。
3.2 堇青石蜂窝陶瓷载体
堇青石蜂窝载体是继颗粒状陶瓷载体广泛使用的载体之一。它具有原材料易获得、价格较低廉、有较大的比表面积、较小的气体阻力比、比较高的机械强度等优点，因此得到了较为广泛的应用。但是堇青石陶瓷载体的力学性能及抗震能力较差，很容易破碎，再加上热容大、导热率不足，存在催化剂起燃慢的问题，导致了这种载体在催化净化效率上具有一定的局限性。
3.3 导电型的SiC多孔陶瓷
SiC作为陶瓷载体材料具有高的导热系数和使用温度、良好的再生性能，具有优异的抗热震性和电致发热性能，是净化汽车尾气催化剂载体的理想材料，为汽车尾气治理提供了一条新思路。SiC多孔陶瓷的优点：耐热和耐腐蚀性较好，热导率较高，且抗震性能比堇青石蜂窝载体还要好，因此比较适合在温度变化剧烈的场合中使用。而利用导电型载体进行电预热，就可以在很短的时间内对催化剂进行起燃，对冷启动前几分钟内有害物质的排放就可以有效的进行减少。
4 结论与展望
我国公共环保意识逐渐增强，国家对机动车尾气排放标要求也越来越严格。因此要在目前机外催化劑载体材料研究基础上，加强尾气净化处理效率、降低制备成本、延长催化剂载体的使用寿命、减少二次污染等方面的研究。随着环保法的提出，新技术、新方法必将取代落后的产品。
站在未来发展的角度来看，今后的研究重点为：（1）提高尾气净化处理效率，减少对空气的二次污染，研发新材料。（2）提高催化剂的抗中毒能力，延长其使用寿命。（3）制备工艺上采用新材料，提高气孔率和力学特性，使载体可以更好的满足需求。（4）对重复使用性要进行提高，以免造成资源浪费。
参考文献：
[1] 王建听，傅立新，黎维彬.汽车排放污染治理及催化转化器[M].北京：化工出版社，2000.
[2] 陈祥，李言祥.汽车尾气净化器载体及涂层的研究进展[J].表面技术，2001（04）.
[3] 周逸潇，许庆峰，杨丽，等.汽车尾气污染的净化处理技术[J].天津化工，2009（06）.
[4] 樊子民，王晓刚，等.新型汽车尾气净化器载体材料性能及净化效果研究[J].环境污染与防治，2009（08）.
[5] 郭旭侠，王江波.金属蜂窝状催化剂载体的制备及其强度的研究[J].宝鸡文理学院学报，2008（01）.
[6] 曾佩兰，黄可龙.汽车尾气净化催化剂的研究现状及其进展[J].材料导报，2003（03）.
（作者单位：西昌学院土木与水利工程学院）
关键词：汽车尾气;净化器载体;陶瓷载体;金属载体
近年来我国交通事业日益发达，机动车数量迅速增加，由80年代初的几十万辆，到现在每年生产及使用近几万辆。尤其是近几年，汽车增长量更快，公安部交通管理局官方发布消息显示，截至2018年底我国汽车保有量已达2.4亿辆，比2017年增加了2285万辆，增长达10.51%。随着汽车保有量和城市化进程的加快，汽车尾气对大气污染的影响日趋明显。对细颗粒物来源进行解析发现，城市机动车尾气排放是大气细颗粒物的首要来源。控制机动车污染成为改善城市空气质量的重要途径，汽车尾气净化技术越来越受到众多生产厂家的重视。如何降低汽车尾气净化成本、提高净化效率是当前汽车行业面临的一个重大所面临的挑战。汽车尾气净化方法有机内与机外净化两大类。机外净化是采用空气喷射"氧化型反应器及三效催化反应器等方法对排出的废气进行处理净化，技术的关键是催化剂的净化效果。本文主要介绍了汽车尾气机外净化器载体的种类，主要从金属载体和陶瓷载体进行概述，并提出现阶段面临的任务和挑战。
1 净化器载体种类概述
净化器载体的性能对尾气的净化效果影响极大。理想的净化器载体应具有足够的机械强度、足够的耐热性、合适的孔隙结构或开孔率、低的热容量和高的导热率以及较大的比表面积等特点，目前的净化器载体主要有金属载体和陶瓷载体这两大类。
2 金属载体
2.1 金属蜂窝载体的优缺点
金属载体具有较大的比表面积，比较薄的壁，比较高的机械强度，排气的阻力比较小。目前主要有金属蜂窝状载体及新型金属蜂窝载体。
第一代金属蜂窝载体具有更大的比表面积和开孔率更高、机械强度高、耐振动性强、起燃更快速等优点而被广泛应用在了机外尾气净化器上。但由于其抗氧化和抗腐蚀性能差，与催化活性涂层的结合牢固性较差，在制造工艺没有陶瓷载体成熟，价格也比蜂窝状陶瓷载体昂贵，因此它的发展受到了一定的限制。
2.2 新型金属蜂窝载体的发展
针对金属蜂窝制备工艺复杂、制备成本高等问题，国内外的相关企业及研究机构开发出一种新型金属蜂窝载体。西北有色金属研究院将金属纤维制应用在机动车尾气净化器中，制备出新型金属蜂窝载体。还有将粉末增塑，经多孔分流模挤压成型为整体蜂窝体，再经烧结得到金属蜂窝。上述新型蜂窝载体有效提高了尾气净化器的催化转化效率，使用寿命也得到了延长。
3 陶瓷载体
目前国内外汽车尾气净化器载体的材料大多数为陶瓷载体，而陶瓷载体材料也分为两类：颗粒状陶瓷载体和蜂窝状陶瓷载体。
3.1 颗粒状陶瓷载体
颗粒状陶瓷载体材料是汽车尾气净化载体材料最早的形式，由直径为3～4mm的活性氧化铝小球堆积而成，氧化铝的作用是稀释、支撑和分散催化剂。这种载体材料具有机械强度高、价格低廉、制备简单、与活性组分的亲和力好、装填容易等优点。但由于其容易导致发动机油耗大、功率下降，还会对环境造成二次污染而逐渐被淘汰。
3.2 堇青石蜂窝陶瓷载体
堇青石蜂窝载体是继颗粒状陶瓷载体广泛使用的载体之一。它具有原材料易获得、价格较低廉、有较大的比表面积、较小的气体阻力比、比较高的机械强度等优点，因此得到了较为广泛的应用。但是堇青石陶瓷载体的力学性能及抗震能力较差，很容易破碎，再加上热容大、导热率不足，存在催化剂起燃慢的问题，导致了这种载体在催化净化效率上具有一定的局限性。
3.3 导电型的SiC多孔陶瓷
SiC作为陶瓷载体材料具有高的导热系数和使用温度、良好的再生性能，具有优异的抗热震性和电致发热性能，是净化汽车尾气催化剂载体的理想材料，为汽车尾气治理提供了一条新思路。SiC多孔陶瓷的优点：耐热和耐腐蚀性较好，热导率较高，且抗震性能比堇青石蜂窝载体还要好，因此比较适合在温度变化剧烈的场合中使用。而利用导电型载体进行电预热，就可以在很短的时间内对催化剂进行起燃，对冷启动前几分钟内有害物质的排放就可以有效的进行减少。
4 结论与展望
我国公共环保意识逐渐增强，国家对机动车尾气排放标要求也越来越严格。因此要在目前机外催化劑载体材料研究基础上，加强尾气净化处理效率、降低制备成本、延长催化剂载体的使用寿命、减少二次污染等方面的研究。随着环保法的提出，新技术、新方法必将取代落后的产品。
站在未来发展的角度来看，今后的研究重点为：（1）提高尾气净化处理效率，减少对空气的二次污染，研发新材料。（2）提高催化剂的抗中毒能力，延长其使用寿命。（3）制备工艺上采用新材料，提高气孔率和力学特性，使载体可以更好的满足需求。（4）对重复使用性要进行提高，以免造成资源浪费。
参考文献：
[1] 王建听，傅立新，黎维彬.汽车排放污染治理及催化转化器[M].北京：化工出版社，2000.
[2] 陈祥，李言祥.汽车尾气净化器载体及涂层的研究进展[J].表面技术，2001（04）.
[3] 周逸潇，许庆峰，杨丽，等.汽车尾气污染的净化处理技术[J].天津化工，2009（06）.
[4] 樊子民，王晓刚，等.新型汽车尾气净化器载体材料性能及净化效果研究[J].环境污染与防治，2009（08）.
[5] 郭旭侠，王江波.金属蜂窝状催化剂载体的制备及其强度的研究[J].宝鸡文理学院学报，2008（01）.
[6] 曾佩兰，黄可龙.汽车尾气净化催化剂的研究现状及其进展[J].材料导报，2003（03）.
（作者单位：西昌学院土木与水利工程学院）