柴油機(jī)尾氣凈化催化過濾器的制備和表征.pdf

1、安全、節(jié)能、環(huán)保,是當(dāng)今世界汽車工業(yè)發(fā)展的三大主題。柴油機(jī)憑借其循環(huán)熱效率高、燃油經(jīng)濟(jì)性好和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),近年來在汽車行業(yè)占據(jù)越來越大的市場(chǎng)份額。但是其排放的尾氣,特別是碳煙顆粒,對(duì)人類健康以及環(huán)境造成了很大危害。隨著各國對(duì)環(huán)境問題和人體健康的日益重視,同時(shí)為了適應(yīng)越來越嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)一種像汽油車三元催化劑那樣有效的柴油機(jī)尾氣凈化催化過濾器迫在眉睫。
　　 在無催化劑的條件下,碳煙顆粒完全燃燒的溫度為550-6

2、00℃,而柴油機(jī)尾氣溫度一般在400℃以下,因此消除碳煙顆粒最有效的途徑是用過濾器將其捕獲,利用涂覆在過濾器壁上的催化劑降低碳煙顆粒的起燃溫度,使其在排氣管溫度下完全燃燒。研究表明,共融鹽Cs2SO4·V2O5具有活性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),在接近真實(shí)使用條件的松散接觸模式下,其與碳煙顆粒具有良好的接觸性能,是一種具有應(yīng)用前景的催化劑,但是傳統(tǒng)的制備方法不適于將其涂覆于過濾器上。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)制備方法的不足,本文采用軟化學(xué)法,通過

3、浸漬直接制備出Cs2SO4·V2O5整體式催化劑(簡(jiǎn)寫為CV-M,共融鹽中Cs2SO4與V2O5的摩爾比為0.55:0.45):在此基礎(chǔ)上,還制備了以γ-Al2O3為涂層,Pt和Cs2SO4·V2O5共融鹽同為活性組分的雙負(fù)載型整體式催化劑(Pt-CV-AM),應(yīng)用XRD、Raman對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,采用SEM對(duì)催化劑表面形貌進(jìn)行了觀察,在微型反應(yīng)裝置上通過程序升溫和恒溫實(shí)驗(yàn)考察了整體式催化劑消除碳煙顆粒的催化性能,并在此基礎(chǔ)上

4、進(jìn)一步考察了不同反應(yīng)氣氛(NO、H2O、SO2)對(duì)其催化氧化碳煙顆粒活性的影響,并初步探索了SO2對(duì)催化劑活性產(chǎn)生影響的原因。
　　 Cs2SO4·V2O5負(fù)載量為10 wt.％時(shí)催化活性較優(yōu),可以使碳煙顆粒的起燃溫度降低至320℃左右,在反應(yīng)氣氛中加入NO和H2O對(duì)催化劑活性沒有影響,添加少量SO2可將部分活性組分高價(jià)態(tài)VⅤ物種還原成低價(jià)態(tài)VⅣ物種,導(dǎo)致催化劑活性稍有降低,但催化劑還是表現(xiàn)出明顯的抗硫中毒能力。