作者：北海道大学 催化剂科学研究所 催化剂表面研究部门
朝仓 清高 教授
目录
1．光化学烟雾的行踪 2．催化剂是什么 3．决定催化剂性能的3个要素 4．反应控制1．光化学烟雾的行踪
1970年7月18日，在东京都杉并区的某所高中，正在进行社团活动的高中生们突然接连倒下，这一事件在当时引起了很大的骚动。第二天，报道称光化学烟雾是高中生晕倒的罪魁祸首。汽车尾气中所含的氮氧化物被释放到大气中，经过光化学反应变成了有害的氧化剂，对高中生们造成了危害。
其实，光化学烟雾受害事件在汽车发达的美国早已存在。1970年是日本经济高度成长期（1954～1973年）的末期。在日本不仅发生过水俣病、痛痛病（又称“骨癌病”）等诸多公害病，光化学烟雾受害也屡有发生。但是，与其他公害病不同，光化学烟雾由汽车产生，而汽车的销售是不可能因此而终止的。不仅如此，当时预计汽车的保有量还会持续增长。事实上，1971年日本的汽车保有量约为1890万辆，而到了2019年就已增加至8180万辆。
然而在上述事件之后，再也没有听到城市中光化学烟雾受害的消息。光化学烟雾到底去哪里了？解开这个谜题的关键就是汽车催化剂。汽车上装载了去除氮氧化物NOx（NO，NO2）的汽车催化剂，从而使尾气中的氮氧化物NOx大大减少，光化学烟雾受害也随之减少。
汽车催化剂是什么？汽车催化剂一般被称为三元催化剂，是利用燃料和氧分解尾气中含有的NOx的催化剂。汽车催化剂多使用贵金属。发动机排放的尾气不会直接释放到大气中，而是首先经过安装在发动机后方的催化转换器净化，生成对大气无污染的清洁尾气后，才释放到大气中（图1）。
图1：汽车催化剂和尾气净化
催化转换器使用了开有多条通道的蜂窝状陶瓷。尾气经过通道时，在涂抹于陶瓷墙壁上的催化层的作用下得到净化。通过电子显微镜放大催化剂层，可以观察到