現(xiàn)在的汽油車上(shàng)都有一個尾氣淨化裝置，它的名字叫做三元催化器，其主要作(zuò)用(yòng)是将汽車尾氣中的一氧化碳、碳氫化合物和(hé)氮氧化合物，進行氧化和(hé)還原處理(lǐ)，生成對(duì)大(dà)氣無害的二氧化碳、氮氣以及水(shuǐ)，從(cóng)而達到(dào)淨化的結果。但(dàn)是很(hěn)多人仍然弄不懂：這(zhè)三元是什(shén)麽意思啊？這(zhè)催化又是什(shén)麽意思啊？它又是如何淨化尾氣的呢(ne)？它在使用(yòng)中會(huì)不會(huì)消耗殆盡呢(ne)？下(xià)面我們就分别來(lái)回答(dá)這(zhè)些(xiē)問題并說說三元催化器的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)。
所謂的“三元”是指三元催化器中所含有的三種貴金(jīn)屬元素，分别是鉑(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)，這(zhè)三種元素的金(jīn)屬氧化物對(duì)某些(xiē)化學反應具有催化作(zuò)用(yòng)。爲此，人們就把它們以催化劑塗層的形式塗敷在陶瓷基體上(shàng)，安裝在汽車的排氣管中，以催化汽車尾氣的氧化還原反應，三元催化器也(yě)由此得名。在尾氣淨化過程中，鉑(Pt)和(hé)钯(Pd)主要起催化一氧化碳和(hé)碳氫化合物的作(zuò)用(yòng)，而铑(Rh)主要起催化氮氧化物的作(zuò)用(yòng)，陶瓷基體呈蜂窩狀，可以大(dà)大(dà)增加三元催化器的催化反應面積。
所謂的“催化”是指三元催化器在淨化尾氣的過程中，能(néng)夠起到(dào)增強尾氣物質活性、加快(kuài)反應速度的作(zuò)用(yòng)。但(dàn)是它本身并不參與反應，自(zì)身的質量和(hé)化學性質不會(huì)發生變化，所以即使長時(shí)間工(gōng)作(zuò)，三元催化器也(yě)不會(huì)消耗殆盡。這(zhè)就像我們在學高(gāo)中化學時(shí)的氯酸鉀加熱分解制取氧氣的實驗，如果沒有二氧化錳，反應會(huì)比較慢，但(dàn)是加入少量的二氧化錳之後，反應速度會(huì)大(dà)幅度提高(gāo)，但(dàn)二氧化錳本身并沒有任何消耗與性質上(shàng)的變化。這(zhè)種催化反應的過程和(hé)原理(lǐ)是比較複雜(zá)的，我們在此也(yě)不必讨論，隻需要知(zhī)道(dào)三元催化器的作(zuò)用(yòng)就好(hǎo)了(le)。
三元催化器具體的工(gōng)作(zuò)過程是：當高(gāo)溫的汽車尾氣通過淨化裝置時(shí)，三元催化器中的催化劑将增強一氧化碳、碳氫化合物和(hé)氮氧化合物三種氣體的活性，促使其在催化器表面進行一定的氧化-還原化學反應：一氧化碳在高(gāo)溫下(xià)氧化成爲無色、無毒的二氧化碳，碳氫化合物在高(gāo)溫下(xià)氧化成水(shuǐ)和(hé)二氧化碳，氮氧化物還原成氮氣和(hé)氧氣。就這(zhè)樣三種有害氣體都變成了(le)無毒無害的常見氣體，汽車尾氣就這(zhè)樣得以淨化。
如果汽車上(shàng)沒有三元催化器會(huì)怎麽樣呢(ne)？汽車尾氣中的三種有害氣體，在沒有催化器的情況下(xià)，相互之間的化學反應速度是極慢的，有些(xiē)反應甚至無法進行。因此這(zhè)些(xiē)有害氣體幾乎全部排放(fàng)到(dào)了(le)大(dà)氣中，大(dà)大(dà)增加了(le)空(kōng)氣的污染。
在上(shàng)世紀九十年代之前，汽車上(shàng)就沒有三元催化器，導緻某些(xiē)城(chéng)市的空(kōng)氣污染極爲嚴重，并且随着車輛數量的增加，這(zhè)種污染益發嚴重。後來(lái)某些(xiē)西歐國家就開(kāi)始強制使用(yòng)三元催化器，汽車尾氣污染才得以有效控制，随後這(zhè)一做法在世界各地都開(kāi)始施行，我國在2000年以後生産的汽油車上(shàng)也(yě)強制安裝三元催化器。可以說，三元催化器是汽車尾氣污染治理(lǐ)過程中的一個裏程碑。
三元催化器在使用(yòng)中不會(huì)消耗，所以也(yě)就無需定期更換。但(dàn)是如果使用(yòng)不當，比如使用(yòng)了(le)劣質燃油或含鉛汽油、經常低(dī)溫低(dī)速行駛、長時(shí)間高(gāo)負荷行駛等，會(huì)導緻它鉛中毒、堵塞或高(gāo)溫燒結，從(cóng)而失去對(duì)尾氣的催化作(zuò)用(yòng)。這(zhè)種情況下(xià)一般隻能(néng)更換三元催化器，但(dàn)是它的價格可是不便宜的，普遍都在四五千元以上(shàng)。有些(xiē)人就想：三元催化器壞了(le)我就把它拆掉不用(yòng)了(le)會(huì)怎樣？不就是尾氣污染大(dà)嗎？但(dàn)是世界上(shàng)這(zhè)麽多車，尾氣污染肯定不差我一個。