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钙钛矿型四效催化剂技术研究

唐凌  
【摘要】:近年来柴油机凭借低油耗、高动力的优势逐渐受到广泛关注,但是随着柴油机排放尾气污染的日益严重,传统的低排技术难以综合控制尾气排放,尤其是氮氧化物和颗粒物的危害。目前,柴油机四效催化转化技术可以同时降低NOx、PM、HC和CO的排放,因此开发新型柴油机尾气净化催化剂成为热门课题。 本文采用自蔓延燃烧合成法制备了LaCoO3((?)=1mol、1.5mol、2mo1.3mol、3.5mo1), LaFEO3((?)=lmol、2mol、3mol、3.5mol)的钙钛矿型复合氧化物催化剂。采用XRD、BET、SEM等技术对相关样品进行表征,研究表明: 1、由自蔓延燃烧合成法制备的钙钛矿型四效催化转化剂产物纯度很高,杂相很少,颗粒细,操作简单,物理性能总体上都是比较良好的,具有较高的比表面积和孔径。便于催化剂的初选以及配方等基础研究,为后期的整车匹配提供参数,对其研究开发提高效率。 2、Lα0.9K0.1FeO3的比表面积大于Lα0.9K0.1CoO3的比表面积,可以提供更大的催化反应场所,但是Lα0.9K0.1CoO3的孔径大于Lα0.9K0.1FeO3,可以提高较高的反应速率,这两种催化剂都有各自的优势。在众多配方中以配比值φ=lmol的LaCoD3、配比值φ=3.5mol的LaFe03的两种样品较为理想。 本文采用催化剂实验室小样装置评价制备的催化剂的性能,研究表明: 3、通过自蔓延燃烧合成法制备的Lα0.9K0.1CoO3同时除去NOχ和碳烟的性能略有提高。Lα0.9K0.1CoO3对NOχ的转化率要比Lα0.9K0.1Fe03的略高,可以达到24%,表现出良好的NOχ催化性能。但是碳烟的起火温度290℃高于Lα0.9K0.1FeO3的起火温度270℃,说明Lα0.9K0.1CoO3的PM转化没有Lα0.9K0.1FeO3理想。而两个催化剂混合后形成的新催化剂由于温度无法协调至最佳温度所以转化率也不高,只有16%。 4、在一般工况下的两种催化剂对NOχ转化率比在浓混合气工况下整体要高些,点火温度比在浓混合气工况下低些,说明一般工况下的催化剂除去NOχ和碳烟净化性能高于浓混合气工况。


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