la0.8ce0.2mn1xnixo3催化劑用于催化柴油機碳煙燃燒的研究

1、 天津大學碩士學位論文 La0.8Ce0.2Mn1-xNixO3 催化劑 催化劑用于催化柴油 用于催化柴油機碳煙燃燒的研究 機碳煙燃燒的研究 Study on La0.8Ce0.2Mn1-xNixO3 for Catalytic Combustion of Diesel Soot 一級學科：動力工程及工程熱物理 學科專業(yè)：動力工程 作者姓名：武政杰 指導教師：宋崇林 教授

2、 企業(yè)導師：曹曉峰 高級工程師 天津大學機械工程學院 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）是減少柴油機尾氣顆粒物的重要后處理技術措施之一。本文針對 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 等技術手段表征所制取

3、催化劑的物理化學特性。 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的低溫氧化還原能力。 使用熱重反應器分析催化劑對于碳煙催化氧化反應的活性。 活性評價實驗顯示 La0.8Ce0.2Mn0.8Ni0.2O3 具有最高的催化活性，其催化碳煙氧化反應的特征溫度點 T10、Tm、T90 分別為 230、417 和 459℃，其催化碳煙氧化反應的

4、活化能為 92.4 kJ/mol。 使用原位紅外、 氮氧化物存儲等手段分析催化劑對于碳煙催化氧化反應的反應路徑。碳煙與氮氧化物同時消除反應機理：在 200℃以下，氮氧化物的吸附主要為物理吸附；在 200-400℃之間，具有強氧化能力的鈣鈦礦 B 位金屬陽離子將吸附的氮氧化物轉化為硝酸鹽或者亞硝酸鹽存儲在催化劑表面。而當溫度超過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，生成氮氧化物、氮氣以及二氧化碳。 選用活性最好的

5、 La0.8Ce0.2Mn0.8Ni0.2O3 催化劑，制備了 POC 催化反應器(POC20)，并研究了其對實際柴油機顆粒物凈化效率的影響規(guī)律。本文所制備的POC20 催化器柴油機實驗結果表明， 在 ESC 測試循環(huán)中， 柴油機尾氣顆粒物的質量轉化效率達到 82.3%，其中捕集效率為 43.2%，氧化效率為 39.1%。此外，在柴油機 2510r/min 轉速 100%負荷的工況下， POC20 對柴油機尾氣顆粒物的質量轉化效率達 9