共融鹽復(fù)合物催化劑在消除柴油機(jī)碳煙過程中的應(yīng)用.pdf

1、柴油機(jī)憑借其循環(huán)熱效率高、燃油經(jīng)濟(jì)性好和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)逐漸被客車和卡車所普遍接受。由于柴油機(jī)尾氣排放溫度低、貧燃富氧燃燒使廢氣中氧含量高，使得汽油車的三元催化技術(shù)不能應(yīng)用于柴油機(jī)的尾氣凈化。隨著各國對環(huán)境保護(hù)和人體健康的重視以及日益嚴(yán)格的車用發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的頒布和實(shí)施，如何有效地降低柴油機(jī)碳煙顆粒物的排放成為汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 由于碳煙顆粒完全燃燒的溫度約為550-600℃，而柴油機(jī)排氣管溫度170-400℃，因

2、此除去碳煙顆粒最有效的途徑就是利用催化氧化的方法降低碳煙顆粒的起燃溫度，使其在排氣管溫度下完全燃燒。文獻(xiàn)報(bào)道Cs2SO4·V2O5共融鹽復(fù)合物是一種有應(yīng)用前景的催化劑，但是，迄今對該共融鹽復(fù)合物還沒有進(jìn)行系統(tǒng)化的研究，并且用傳統(tǒng)的固相法制備共融鹽催化劑不適于將其負(fù)載至過濾器上。 本文以Cs2SO4·V2O5為催化劑，針對現(xiàn)有的制備共融鹽復(fù)合物催化劑存在的缺陷，提出用軟化學(xué)法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固相法制備共融鹽復(fù)合物催化劑，以適于將催化劑

3、負(fù)載到過濾器上。本文考察了Cs2SO4和V2O5不同摩爾比及焙燒溫度對共融鹽催化性能的影響，隨后向組成優(yōu)化過的Cs2SO4·V2O5催化劑中分別摻雜Pt、K、Ce研究其對催化性能的影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步考察了柴油機(jī)尾氣中共存的NOx、SO2氣體對催化劑活性的影響。采用TG-DTA和XRD對催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，用SEM對碳煙顆粒及催化劑形貌進(jìn)行了觀察，并用TG和固定床反應(yīng)器評(píng)估了催化劑的活性和穩(wěn)定性。此外還分析了催化劑熔點(diǎn)與催化活性之間

4、的關(guān)系，并對催化劑與碳煙顆粒之間的接觸方式對催化劑活性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 在所考察的催化劑中，Cs2SO4與V2O5摩爾比為0.55:0.45的催化劑經(jīng)600℃焙燒后活性最高，在氮氧化物存在下可以使碳煙顆粒的起燃溫度降低至320℃左右。研究結(jié)果表明催化劑活性的高低不僅與Cs2SO4/V2O5摩爾比、反應(yīng)氣氛有關(guān)，還受到催化劑與碳煙顆粒之間接觸模式的影響。 Pt、K、Ce的添加并沒有提高催化劑的活性，其中摻雜型的Pt