觸媒轉化器

觸媒轉化器
圖片來自 sscar

觸媒轉換器，又稱催化轉換器（catalytic converter），安裝於汽車廢氣排放系統中，含有鉑、鈀及銠等貴金屬作為觸媒，利用催化機制減少有害廢氣，如碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）等、以利環境保護的一個裝置。

目錄

概述

一般人大多認為，觸媒只應用在石油化學或特用化學品的工業製程中。事實上，利用觸媒的催化反應已廣泛地應用在人類居家生活環境上，主要的目的是用來改善人類居住環境品質，有效防止其汙染源持續惡化與擴大，故開發出許許多多的方法以處理汙染源中的有害氣體，當中最實用並受矚目的無疑是利用觸媒轉化器進行廢氣之處理。

排氣淨化

催化轉換器是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC 和 NOx 轉換為對人體無害的氣體的一種排氣淨化裝置，也稱作催化淨化轉換器。金屬鉑、鈀或銠均可作催化劑。在化學反應過程中，催化劑只促進反應的進行，不是反應物的一部分，所以一般情形下，催化轉化器壽命可達十數年。

原理

近年來溫室效應席捲全球，地球村的各位研究學者也重視到環境遭受汙染的嚴重性，然而造成溫室效應的眾多汙染源當中，以全球汽機車所燃燒的化石燃料及工廠煙囪所排放之廢氣最為大宗。

光學霧危害呼吸系統

於特定溫度下藉由觸媒活性作用將所排放廢氣中之一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOx）及碳氫化合物（HC）等有害氣體處理掉，避免有害氣體排放到大氣中藉由太陽光照射後生成光化學霧，導致更嚴重的空氣污染以及危害人民的呼吸系統。

特性

觸媒又稱催化劑，是一種化學物質，能降低化學反應的能障，促使反應的發生或加速反應的速率，但本身在反應前後沒有改變，也不會減少。更奇妙的是同樣的反應物，若使用不同的觸媒，卻可以得到不同的產物，也就是觸媒可以引導反應的進行路徑，改變化學反應的選擇性。觸媒像媒人撮合佳偶一樣，分子可以因與它接觸發生反應，而生成產物；反應可以因它的催化而速率加快或在較低溫度下進行；甚至可以由於它的介入，改變反應途徑，生成價值更高的產品。

觸媒的組成

• 活性成分：觸媒的主要成分,目前選擇僅能靠經驗。
  
• 載體：觸媒的骨架,主要由分散劑、粘著劑和支撐體組成。考量的重點為比表面積、孔洞性質、酸鹼用性、熱導性質、機械強度等。助觸媒：加到觸媒上的少量物質，本身的活性很低，但添加少量後可改變觸媒的化合形態與物理結構。

觸媒催化反應步驟

非均相觸媒進行催化反應可分為七個步驟（以氣/固反應為例）：

1. 反應物由氣流擴散到觸媒表面（通過停滯層）。
2. 反應物擴散通過載體孔洞到達活性中心。
3. 反應物被活性中心吸附。
4. 反應物在活性中心上反應形成生成物。
5. 生成物由活性中心脫附。
6. 生成物擴散通過載體孔洞到達觸媒表面。
7. 生成物由觸媒表面擴散到氣流中。

故障情形

觸媒轉換器若運作不當，其所散發出的氣體，就像是在車內放了許久的腐敗雞蛋味。當車主聞到「硫磺味」時，就要多多注意是否觸媒轉換器有故障的疑慮。催化轉換器主要利用催化劑幫助引擎廢氣經過數種不同的化學反應，進而轉換成較不污染環境的物質，倘若此裝置運作不當，其所散發出的氣體就像是在車內放了許久的腐敗雞蛋味，可想而知相當難聞。最直接的處理方式就是找出舊裝置故障的原因、替換一組新的觸媒轉換器。