汽车尾气净化器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种汽车尾气净化器。该汽车尾气净化器包括：外壳，连接于汽车尾气排出口和外界大气之间；催化剂芯，包含放置于所述外壳内的催化剂；其中，在所述催化剂表面，附着有若干压电材料纳米线。本实用新型专利技术汽车尾气净化器利用压电材料纳米线的压电特性提高反应物向催化剂表面聚集的概率，从而提高催化反应的转换效率，具有广泛的应用价值和市场前景。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种汽车尾气净化器。该汽车尾气净化器包括：外壳，连接于汽车尾气排出口和外界大气之间；催化剂芯，包含放置于所述外壳内的催化剂；其中，在所述催化剂表面，附着有若干压电材料纳米线。本技术汽车尾气净化器利用压电材料纳米线的压电特性提高反应物向催化剂表面聚集的概率，从而提高催化反应的转换效率，具有广泛的应用价值和市场前景。【专利说明】汽车尾气净化器
本技术涉及环境保护
，尤其涉及一种汽车尾气净化器。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，大气污染问题也日益严重。特别是雾霾天气的出现使得PM2.5的概念深入人心，也说明大气污染的治理到了刻不容缓的地步。大气污染的一个重要来源是汽车尾气的污染。在最近国务院出台的大气污染防治“国十条”中也提到了:提升燃油品质，限期淘汰黄标车；根据污染等级及时采取机动车限行等针对汽车尾气污染的措施。目前，汽车制造商为达到汽气尾气排放的国家标准通常会在汽车尾气出口处加装汽车尾气净化器。汽车尾气净化器的工作原理是让尾气通过担载有贵金属催化剂的蜂窝状载体时利用高温氧化还原反应将尾气中未充分燃烧的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物降解成无毒无害的氮气、二氧化碳和水。然而，目前的汽车尾气净化器仍不能完全将污染气体转化成无害气体，因此有必要进一步提高汽车尾气的转化效率，减轻对大气的污染。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本技术提供了一种基于压电材料纳米线的汽车尾气净化器，以提高汽车尾气的转化效率，减轻对大气的污染。(二)技术方案根据本技术的一个方面，提供了一种汽车尾气净化器。该汽车尾气净化器包括:外壳，连接于汽车尾气排出口和外界大气之间；催化剂芯，包含放置于外壳内的催化剂；其中，在催化剂表面，附着有若干压电材料纳米线。优选地，本技术汽车尾气净化器中，压电材料纳米线长径比6~10，直径20~50nmo优选地，本技术汽车尾气净化器中，压电材料选自于:六方纤锌矿材料。优选地，本技术汽车尾气净化器中，六方纤锌矿材料为以下材料中的一种:ZnO, GaN和锆钛酸铅。 优选地，本技术汽车尾气净化器中，压电材料纳米线在催化剂孔道内壁的表面占比介于5~8%之间。优选地,本技术汽车尾气净化器中，催化剂颗粒的粒径介于5nm~IOnm之间，其材料选自于以下材料中的一种:Pt、Pd、Rh和CeO2。优选地，本技术汽车尾气净化器中，催化剂芯为整体式蜂窝状陶瓷芯，内部具有若干独立的、连通于汽车尾气排出口和外界大气之间的催化剂孔道，并且纳米线附着在催化剂孔道的内壁；或催化剂芯为颗粒状催化剂填充形成的单床或双床催化器，并且纳米线附着在颗粒状催化剂的表面。优选地，本技术汽车尾气净化器中，催化剂芯和外壳之间填充软性减震物。优选地，本技术汽车尾气净化器中，外壳的材质为钢。优选地，本技术汽车尾气净化器中，外壳包括:主体段，呈圆筒形，内置催化剂芯；第一过渡段，与主体段相连接，呈朝向主体段的喇叭口形，连接至汽车尾气排出口 ;第二过渡段，与主体段相连接，呈朝向主体段的喇叭口形，连接至外界大气。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本技术基于压电材料纳米线的汽车尾气净化器利用压电材料纳米线的压电特性提高反应物向催化剂表面聚集的概率，从而提高催化反应的转换效率，具有广泛的应用价值和市场前景。【专利附图】【附图说明】图1为本技术实施例汽车尾气净化器的结构示意图；图2为图1所示汽车尾气净化器催化剂孔道中压电材料纳米线与催化剂颗粒位置关系的放大图；图3A为单床催化剂芯的结构示意图；图3B为双床催化剂芯的结构示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。本技术提供了一种汽车尾气净化器。该汽车尾气净化器利用压电材料纳米线的压电特性提高反应物向催化剂表面聚集的概率，从而提高反应的转换效率。在本技术的一个示例性实施例中，提供了一种基于压电材料纳米线的汽车尾气净化器。请参照图1，该汽车尾气净化器包括:钢外壳和设置于钢外壳内的若干个催化剂孔道。钢外壳包括:主体段，呈圆筒形；第一过渡段，呈朝向主体段的喇叭口形，连接于主体段与汽车尾气排出口之间；第二过渡段，呈朝向主体段的喇叭口形，连接于主体段与外界大气之间。本实施例中，外壳的材质为钢材质，但本专利技术并不以此为限。本领域技术人员可以根据需要选择其他耐高温，且具有一定强度和韧性的材料来制作外壳，优选为金属材料。优选地，催化剂芯为整体式蜂窝状陶瓷芯，位于钢外壳的主体段内。该催化剂芯具有多条独立的，连通于汽车尾气排出口和外界大气之间的催化剂孔道。由汽车尾气排出口进入的汽车尾气，在进入第一过渡段之后，分别进入该多个催化剂孔道中，最后在第二过渡段聚集，排出到外界大气。为了减震，催化剂芯与钢外壳并不直接接触，中间填充软性减震物，如石棉。图2为图1所示汽车尾气净化器催化剂孔道中压电材料纳米线与催化剂颗粒位置关系的放大图。如图2所示，在催化剂孔道的内壁，附着有朝向孔道中心轴线的、条状的ZnO纳米线，孔道表面存在的催化剂颗粒分布于这些ZnO纳米线之间。本实施例中,ZnO纳米线长径比6?10，直径20?50nm。本实施例中，纳米线的材料为ZnO。此外，纳米线的材料还可以为GaN (氮化镓)，或者PZT (锆钛酸铅)等压电材料，优选为六方纤锌矿材料。该压电材料纳米线在催化剂孔道内壁的表面占比介于5?8%之间。如果纳米线在催化剂孔道内壁的表面占比超过8%，就会对催化效果产生不利影响。而如果低于5%，则催化效果的改善并不明显。本实施例中，催化颗料的粒径介于5nm?IOnm之间，其材料可以为现有汽车尾气净化器的材料，例如Pt、Pd、Rh、Ce02等等。以ZnO纳米线，Pb催化颗粒为例，ZnO纳米线与Pb催化颗粒的复合涂层的制备可以采用在分散担载了催化剂颗料的孔道中进行气-固-固法生长的办法。此外，纳米线与催化颗粒复合涂层的制备还可以采用先生长纳米线再分散担载催化剂颗粒的方式。以下介绍本实施例汽车尾气净化器的工作原理:当尾气气流流过催化剂孔道时，催化剂孔道上附着的压电材料纳米线会受力弯曲。因为压电材料纳米线具有压电性质，弯曲应变将在压电材料纳米线两侧产生符号相反的压电电荷。这些压电电荷将在催化剂孔道中形成不均匀的电场，这个电场会使反应物分子极分形成小偶极子。小偶极子在电场中的受力正比于电场的梯度，因此极化了的反应物分子会受到压电电荷的吸弓丨，向催化剂颗粒表面汇集，从而提高了催化剂表面上有效反应物浓度，使得反应的转化率得到提高。至此，已经结合附图对本实施例旋进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本技术基于压电材料纳米线的汽车尾气净化器有了清楚的认识。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状和方法，本领域的普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车尾气净化器，其特征在于，包括： 外壳，连接于汽车尾气排出口和外界大气之间； 催化剂芯，包含放置于所述外壳内的催化剂； 其中，在所述催化剂表面，附着有若干压电材料纳米线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱华，刘伟，张岩，王中林，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：新型
国别省市：北京;11