三元催化，是指將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣的催化。主要是用三元催化器， 三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷材料，安裝在特制的排氣管當中。

廢氣中的主要成份為NOx、CO、HC。三元催化劑是極具有氧化CO和HC的能力，同時具有還原NOx的能力的催化劑，稱之為三元催化劑，目前我們常用的有鉑、鈀等少數(shù)貴金屬和其氧化物。

在CO、HC的氧化燃燒過程中，在氧化物與催化劑交換有兩種氧化機理:一類是利用催化劑表面的吸附態(tài)氧來進行氧化;另一類是利用催化劑的晶格氧來進行氧化。后者是利用催化劑本身在兩種不明顯的價態(tài)之間循環(huán)，使電子反應物向氧轉移，造成氧化反應。一般某些還原性元素或其氧化物、共價態(tài)容易變化，可用傳遞氧，使其對反應物起到催化的作用。

V2O4+1/2O2→V2O5 (1)

V2O5+被氧化物→V2O4+氧化物 (2)

Pt+O2→PtO2 (3)

PtO2+被氧化物→Pt+氧化物 (4)

如V2O5+CO→V2O4+CO2

PtO2+CO→Pt+CO2

上述反應方程式(1)、(3)為富氧反應，(2)、(4)為缺氧反應，催化燃燒反應與發(fā)動機的空燃比有很大的關系，燃燒反應只能在有氧的條件下進行，即一定濃度條件下發(fā)生氧化反應，這就要求發(fā)動機工況處于最佳空燃比情況下工作，這對發(fā)動機的操作設計來說很困難。因此，稀有金屬的儲氧與釋放氧的能力兼催化劑的能力能滿足這一條件。

過度性金屬氧化物利用其價態(tài)的變化交替進行儲氧或釋放氧，在尾氣交替由富氧變?yōu)樨氀醯霓D化過程中，催化劑如Pt和Pt+2、V+4和V+5交替產生，即在稀薄(空燃比大)條件下，Pt、V從尾氣中吸附更多的氧變?yōu)楦邇r的Pt和V氧化物，將氧儲存起來。

在從稀薄至貧氧的過程中高價的Pt+2、V+5被還原成Pt、V而釋放出氧(如反應方程式(2)、(4))，當尾氣中沒有足夠的氧時，它又可釋放所有的氧，使得二氧化碳和碳氫化合物的氧化反應順利進行。

當空燃比大時(即回到稀薄狀態(tài))，尾氣處在富氧狀態(tài)下時，催化劑的金屬或其氧化物又通過吸附或與尾氣中的過剩氧發(fā)生氧化反應(如反應方程式(1)、(3))，再次開始儲存氧，這種儲存、釋放氧的過程隨著尾氣中空燃比的變化而周而復始地不斷循環(huán)，使得發(fā)動機排出的廢氣CO、HC被氧化成穩(wěn)定的無害的CO2和H2O。

尾氣中的NOx在還原劑和催化劑的作用下，還原生成穩(wěn)定的N2，達到降低NOx的目的。在尾氣中、CO既是被處理的對象，也是NOx的還原劑。若HC在催化劑鉑、鈀存在的條件下，發(fā)生如下反應:

HC+NO→CO2+N2+H2O

CO+NO→CO2+N2

NO2+CO→CO2+NO+CO→CO2+N2

由反應看出NOx的還原是以HC、CO為還原劑，其還原反應速度為g=k1[HC]·[NO]或g=k2[CO]·[NO]，看出反應中速度受碳氫化合物和一氧化碳濃度的影響很大，一氧化碳和碳氫化合物濃度越高，其反應進行的越快，則NOx的還原率(處理效率)就越高，所以在三元催化反應中，要根據(jù)其反應特點引導反應次序，合理利用廢氣中的內在資源，達到最優(yōu)化的處理結果。

空燃比的變化對NOx的還原有很大影響，高燃比(富氧)條件下，NOx有可能進一步被氧化，這就要求催化劑對尾氣中的NOx廢氣有一定的調節(jié)作用，在高氧的條件下即CO、HC濃度相對低的條件下，用催化劑的吸附還原特性，先將氫氧化物用吸附劑儲存起來，當尾氣處在低空燃比(缺氧)條件下，又釋放出NOx，NOx再被CO、HC還原成N2。

當然，這種反應需要較高的反應活化能和反應溫度，但若有鉑、鈀等催化劑存在的條件下，可降低反應能和反應溫度，使最反應在較低條件下進行。

1、什么是三元催化器

三元催化器，是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體，通過氧化和還原等化學作用轉變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣。

當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化一還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;HC化合物在高溫下氧化成水(H2O)和二氧化碳;NOx還原成氮氣和氧氣。令三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。因此得名三元催化器。

2、三元催化器失效原因

因我國汽油中的含硫量標準值較高，而硫有一個特別的特性，燃燒后會變成單質硫，其會浮在催化劑的表面，讓催化劑起不了作用。此外汽油中的烯烴也相類似，受熱后不易燃燒，易變成球狀物。更重要的是，在堵車嚴重的環(huán)境中。車速過慢導致發(fā)動機工作溫度低，會使三元催化器中的催化劑起不了作用，直排出未經凈化的尾氣。

長期如此，三元催化器會附著大量化學絡合物，造成堵塞。其堵塞物包括：硫、鉛、磷、鋅等元素，硫和鉛來自于汽油，磷和鋅來自于潤滑油，這四種物質及它們在發(fā)動機中燃燒后形成氧化物顆粒，易被吸附在催化劑的表面(還包括發(fā)動機積碳排出的炭煙)，使催化劑無法與廢氣接觸，從而失去催化作用。

3、三元催化器的保養(yǎng)

在發(fā)達國家，三元催化器壽命能達10～20萬公里，而國內因油品及用車環(huán)境等原因，其壽命僅為3～8萬公里。如能定期對三元催化器檢查和保養(yǎng)，延長其壽命也是可行的。車輛每行駛1～2萬公里，感覺到動力下降及油耗增加時，均需用專用清洗劑清洗三元催化器。

此外，在清洗噴油嘴、節(jié)氣門和進氣道積碳時也需清洗三元催化器。如三元催化器存在機械損傷，如熱燒結，使用超過20萬公里時，再清洗的效用已不大。目前原廠的三元催化器價格大多在千元以上，即便是副廠的三元催化器也要數(shù)百元價格。所以，好好保護三元催化器，除了能保護環(huán)境之外，也是在保護自己的荷包。