la0.8ce0.2mn1xnixo3催化劑用于催化柴油機(jī)碳煙燃燒的研究

1、 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 La0.8Ce0.2Mn1-xNixO3 催化劑 催化劑用于催化柴油 用于催化柴油機(jī)碳煙燃燒的研究 機(jī)碳煙燃燒的研究 Study on La0.8Ce0.2Mn1-xNixO3 for Catalytic Combustion of Diesel Soot 一級(jí)學(xué)科：動(dòng)力工程及工程熱物理 學(xué)科專業(yè)：動(dòng)力工程 作者姓名：武政杰 指導(dǎo)教師：宋崇林 教授

2、 企業(yè)導(dǎo)師：曹曉峰 高級(jí)工程師 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 二零一四年十二月 I 中文 中文摘要 摘要 顆粒物催化氧化器（Particle Oxidation Catalyst，POC）是減少柴油機(jī)尾氣顆粒物的重要后處理技術(shù)措施之一。本文針對(duì) POC 催化器，采用凝膠溶膠法，制備了 La0.8Ce0.2Mn1-xNixO3 系列鈣鈦礦催化劑。 通過 XRD、SEM、BET、FT-IR、H2-TPR、O2-TPD 等技術(shù)手段表征所制取

3、催化劑的物理化學(xué)特性。 相比于 LaMnO3 催化劑， 本文制備的 La0.8Ce0.2Mn1-xNixO3系列催化劑表現(xiàn)出更大的比表面積、 更好的氧氣吸附能力以及更強(qiáng)的低溫氧化還原能力。 使用熱重反應(yīng)器分析催化劑對(duì)于碳煙催化氧化反應(yīng)的活性。 活性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)顯示 La0.8Ce0.2Mn0.8Ni0.2O3 具有最高的催化活性，其催化碳煙氧化反應(yīng)的特征溫度點(diǎn) T10、Tm、T90 分別為 230、417 和 459℃，其催化碳煙氧化反應(yīng)的

4、活化能為 92.4 kJ/mol。 使用原位紅外、 氮氧化物存儲(chǔ)等手段分析催化劑對(duì)于碳煙催化氧化反應(yīng)的反應(yīng)路徑。碳煙與氮氧化物同時(shí)消除反應(yīng)機(jī)理：在 200℃以下，氮氧化物的吸附主要為物理吸附；在 200-400℃之間，具有強(qiáng)氧化能力的鈣鈦礦 B 位金屬陽(yáng)離子將吸附的氮氧化物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽或者亞硝酸鹽存儲(chǔ)在催化劑表面。而當(dāng)溫度超過400℃后，硝酸鹽及亞硝酸鹽受熱分解，并與碳煙發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮氧化物、氮?dú)庖约岸趸肌?選用活性最好的

5、 La0.8Ce0.2Mn0.8Ni0.2O3 催化劑，制備了 POC 催化反應(yīng)器(POC20)，并研究了其對(duì)實(shí)際柴油機(jī)顆粒物凈化效率的影響規(guī)律。本文所制備的POC20 催化器柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 在 ESC 測(cè)試循環(huán)中， 柴油機(jī)尾氣顆粒物的質(zhì)量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到 82.3%，其中捕集效率為 43.2%，氧化效率為 39.1%。此外，在柴油機(jī) 2510r/min 轉(zhuǎn)速 100%負(fù)荷的工況下， POC20 對(duì)柴油機(jī)尾氣顆粒物的質(zhì)量轉(zhuǎn)化效率達(dá) 9