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銅菱沸石:清潔柴油引擎發展史上的重要里程碑

銅菱沸石(結晶鋁矽酸鹽)出色的催化能力可清除柴油引擎廢氣中的大部分有害氮氧化物。

隨著汽機車廢氣排放要求(如美國 2010 和歐 6 廢氣排放標準)的日益嚴格,廢氣處理催化劑的需求也水漲船高。選擇性催化還原 (SCR) 催化劑是柴油引擎使用的關鍵技術之一,它採用了巴斯夫先進的銅菱沸石技術。這種銅菱沸石催化劑的誕生,標誌著巴斯夫跨部門團隊實現了清潔柴油引擎發展史上的又一重要里程碑。

卓越性能背後的研究

這種特種沸石有何特別之處?團隊是怎麼快速完成開發和優化的?來自巴斯夫汽機車催化劑研究部門的 Klaus Harth和負責巴斯夫製程催化劑技術的 Steffen Kerth解答了我們的疑問。

 


Harth 先生,到底什麼是“特種沸石”?

Harth:沸石是一類天然鋁矽酸鹽的總稱,不同種類的沸石擁有不同的晶體結構。特種沸石,比如銅菱沸石,是在高壓條件下、利用有機物輔助生成的。這種特製結構具有超高活性,即使在低溫下也能保持活性。晶體結構中的銅離子就是沸石中的活性催化劑。

 

Kerth 先生,這對 SCR 技術有何好處?
Kerth:銅菱沸石在較低的廢氣溫度下具有極佳的催化活性,在高溫下也能保持穩定高效。這就意味著柴油引擎廢氣系統的氮氧化物將大幅減少。利用巴斯夫催化劑及相關技術,客戶的車輛可達到日益嚴格的柴油引擎廢氣排放要求。

 

在沸石開發過程中遇到的最大挑戰是什麼?
Harth:最大的挑戰是,如何在極短的時間內開發一種全新的催化劑技術,在顯著減少柴油車氮氧化物排放的同時,確保能夠將其經濟高效地用於大型系統。其中最重要的就是實驗室規模的合成開發以及菱沸石生產的放大試驗。我們的目標是盡可能高效地合成活性沸石催化劑,不僅要保證產量,更要最大限度地提高催化活性。 

Kerth:團隊還專門開發了相應的工藝,將沸石商業化生產的工序減少了一半,大大降低了生產成本。

Specialty Zeolites for automotive emission catalysts
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用於汽車排放催化劑的特種沸石