Продолжение ( )Автомобильные катализаторы (каталитические фильтры-нейтрализаторы). Этот сегмент является наиболее весомым и динамично развивающимся на протяжении последних 30 лет. Двигателем и стимулом их интенсивного развития послужили и продолжают служить экологические нормы и требования. Декларация о чистом воздухе, опубликованная в 1970 г. и уточненная в 1977 и в 1990 гг., и последовавшие за ней многочисленные соглашения, конвенции и протоколы (Рим, Париж, Рио, Киото и т.д.) дали толчок к эволюции жестких нормативов к качеству окружающей среды, к появлению и широкому распространению, начиная с 1974 г., каталитических нейтрализаторов выхлопных газов (рис.1.2). Рис. 1.2. Автокатализаторы фирмы Джонсон Матти; photograph reproduced with permission from Johnson Matthey [Johnson , 2005]. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) среднестатистического автомобиля, необорудованный фильтром, способен выбросить за год в атмосферу до 800 кг угарного газа (CO), 200 кг различных недожженных углеводородов и примерно 40 кг окислов азота (NOx), при этом израсходовать кислорода столько же, как 300 человек [Локерман, 1982]. Фильтры-нейтрализаторы на основе платины, палладия, родия или их сплавов позволяют максимально полно очистить выхлопные газы и снизить объем вредных выбросов на 1,5-2,5 порядка. При этом они одновременно выполняют несколько функций: "дожигают" неотработанные в ДВС углеводороды, конвертируют вредные и токсичные газовые выбросы (CO, NOx, SO2 и др.) в безвредные и/или нетоксичные вещества (углекислый газ - CO2, молекулярный азот N2, кислород O2, воду H2O, серу и др.), а также задерживают твердые сажистые частицы (рис. 1.3).Рис. 1.3. Принципиальная схема фильтра-нейтрализатора выхлопных газов [Обухов, 2005]. Окислительный нейтрализатор (каталитический конвертер) служит ключевым и самым дорогостоящим элементом общей конструкции фильтра. Именно в нем применяются МПГ, нанесенные в тонкодисперсном виде на керамическую пористую основу с сотовой структурой через промежуточный слой носителя с развитой удельной поверхностью (как правило, Al2O3) [Орлов, 2004],.Основными металлами, используемыми в автокатализаторах и в других индустриальных сферах применения в целом, являются платина, палладий и родий. Наблюдается закономерная последовательность смены этих металлов в изделиях [Шумовский, 2004а]. Пионерские разработки выполняются изначально на основе платины, далее в целях экономии осуществляется переход на более дешевый палладий, а при ужесточении экологических и эксплуатационных требований акцент смещается обратно или даже в сторону дорогостоящего родия. Палладий, как самый дешевый из этой серии, постепенно становится преобладающим компонентом сплавов. Но в особо ответственных условиях обращаются к Rh и реже к другим ЭПГ. Катализаторы со значимой примесью родия (от 10-15 %) обеспечивают в несколько раз лучшую очистку по сравнению со сплавом платина-палладий, но при этом их цены становятся значительно выше, так как его стоимость превышает стоимость Pt в 2,5-3 раза. По состоянию на 2004-2005 гг. наблюдается предпочтительное применение платино-палладиевых (с основным весовым вкладом Pd) изделий для бензиновых двигателей, а существенно платиновых и платино-родиевых для дизелей (особенно для большегрузных дизельных автомобилей БДА) [Кендалл, 2005]. Преимущества МПГ неоспоримы и выражаются в комплексности каталитической функциональности, стойкости и долговечности работы в агрессивных условиях в диапазоне температур 200-450j C. Альтернативных решений, соизмеримых по экономическим показателям и эффективности, для ДВС не разработано и, вероятно, в ближайшие 5-10 лет не предвидится, поэтому это направление имеет устойчивые перспективы для дальнейшего роста.Ювелирная промышленность. Платина - королева роскоши. Рекламная компания, предпринятая в 1776 г. парижским ювелиром Жанетти, полностью оправдалась [Локерман, 1982]. Примерно через полвека после презентации экспериментальной коллекции украшений платина стала общепризнанным ювелирным металлом. А на рубеже XIX - XX вв. усилиями известнейших ювелиров, прежде всего, Луи Картье, Ван Клифа, Арпельса, Фаберже и Тиффани для платины наступил ее самый блестящий сезон Арт Деко [Романи, 2005]. Этот успех обусловлен не только ее редкостью и ценой, вот уже на протяжении полутора веков значительно превышающей стоимость золота, но и выдающимися эстетическими свойствами. В платиновой оправе драгоценные камни, особенно бриллианты, выглядят крупнее и изящнее (рис. 1.4). Ее мягкий белый цвет усиливает игру камня, ярче проявляет окраску и рисунок. Кроме того, платина гораздо прочнее и надежнее, чем золото или серебро [Локерман, 1982; Романи, 2005] Рис. 1.4. Примеры ювелирных украшений из платины [Platinum , 2005] В ювелирной промышленности в больших объемах используют платину и палладий. Известно несколько десятков разновидностей сплавов на их основе. В связи с выдающимися прочностными характеристиками и тугоплавкостью платина представляет большие трудности в обработке (пористость и низкая текучесть при литье, твердость и хрупкость при механическом воздействии). Поэтому, как правило, вводят легирующие и улучшающие технологию изготовления добавки в количествах до 5-15%, которыми выступают другие МПГ (палладий, иридий, рутений, родий), индий, галлий, никель, кобальт, медь, молибден, вольфрам, серебро и др. Пробы платиновых и платино-палладиевых изделий менее 850 редки, зато известны ювелирные сплавы с чистотой Pt999 (не более 0,1% примесей). Палладий из-за относительной мягкости в чистом виде (более Pd950) практически не используется [Маерц, 2005]. С другой стороны, он более технологичен в литье и в обработке, при этом повышение твердости и прочности можно обеспечить за счет примеси рутения, родия или
Опубликовано вс, 02/12/2012 - 18:19 пользователем
Рынок МПГ - Свойства и области применения, часть 2.
Вы здесь
Рынок МПГ - Свойства и области применения, часть 2. | Информационный центр Aftershock
Комментариев нет:
Отправить комментарий