La1-xCexMn1-yBiyO3系列鈣鈦礦型催化劑對柴油機顆粒物凈化性能研究.pdf

1、柴油機的廣泛應用在給公眾的生產和生活帶來便利的同時,其排放的PM和NOx也對人體健康構成了嚴重威脅。后處理技術是一種柴油機排放污染物的高效凈化辦法,其中新型催化劑的開發(fā)及催化機理研究是該領域的研究熱點。本文針對取代型鈣鈦礦型催化劑的組成優(yōu)化準則及其催化PM和NOx同時脫除反應的反應路徑開展了系統(tǒng)、深入的研究,所得主要結論如下:
　　(1)A位Ce取代:Ce(NO3)3·5H2O較差的溶解性導致A位Ce取代催化劑中出現CeO2氧化物

2、雜相,且隨Ce取代量增多而增加。同時,Ce取代造成催化劑晶粒尺寸減小、比表面積(SSA)提高、低溫還原性增強,最終提高了催化劑對催化碳煙氧化反應的催化活性。與LaMnO3催化劑相比,在La0.8Ce0.2MnO3的催化下,碳煙在10％O2+N2的氣氛下最快燃燒速率點溫度(Tm)降低了約60?C。
　　(2)B位Bi取代:相對于LaMnO3,Bi在B位的取代提高了催化劑的SSA,表面吸附氧(α-O2)含量和低溫還原性。但較高比例的B

3、i取代(>30%)造成大量Bi0.775La0.225O1.5氧化物出現,并堆積在催化劑的表面,導致催化劑比表面積的降低。TG結果表明:Bi取代提高了催化劑的活性,其中,LaMn0.7Bi0.3O3樣品的催化活性最高,其催化碳煙燃燒的Tm為394?C,高活性反應溫度區(qū)間ΔT為84?C。
　　(3)A、B位Ce和Bi同時取代:相對于鈣鈦礦A位或B位單獨取代的情況, A、B位同時取代的La0.8Ce0.2Mn1-yBiyO3催化劑具有

4、更高的SSA,α-O2含量和低溫還原性,表現出更高的催化碳煙燃燒活性。其中,La0.8Ce0.2Mn0.7Bi0.3O3樣品的催化活性最高,其在10%O2+N2的氣氛下催化碳煙燃燒的Tm為385?C,ΔT為68?C。
　　(4)碳煙和NOx同時脫除反應機理:NOx在催化劑表面的存儲包括表面物理存儲和體相存儲。鈣鈦礦中具有較高氧化性的B位金屬能夠將吸附的氧氣活化并傳送至催化劑表面吸附的NOx,將其中的NO氧化為NO2并以硝酸鹽或者亞