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CuO/La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3催化剂的制备及对NO催化性能的研究

谢平平  
【摘要】: 随着汽车保有量的大幅度增加,汽车尾气对大气环境造成的危害越来越大,特别是其中的NO_X不但会形成光化学烟雾,产生酸雨,造成人体呼吸道危害,而且还会破坏生态环境,给人类的生活和生产带来严重的影响。贫燃发动机具有经济性利节能环保的优点,传统的三效催化剂在贫燃条件下不能有效的消除氮氧化物,研究和开发适合贫燃条件的汽车尾气的净化催化剂,是当前催化研究领域的热门课题。 本研究制备并考察了两种催化剂:采用将Al(NO_3)_3液滴入沉淀剂(NH_4)_2CO_3中的沉淀法制备Al_2O_3载体,然后负载上Cu~(2+),制成Cu/Al_2O_3(Ⅰ)催化剂。在此基础上又进行改善:将Al(NO_3)_3、La(NO_3)_3和ZrOCl_2的混合液滴入沉淀剂(NH_4)_2CO_3中的共沉淀法制备La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3复合载体,然后负载上Cu~(2+),制成Cu/La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3催化剂,并借助扫描电子显微镜SEM、X-射线衍射XRD、比表面积测定BET、吡啶吸附红外光谱py-IR、程序升温还原TPR和热重分析TG等方法研究催化剂制备方法与结构、性能的关系。研究结果表明: 1.采用沉淀法+浸渍法制备的Cu/Al_2O_3(Ⅰ)催化剂具有良好的NO催化还原能力;采用共沉淀法+浸渍法制备的Cu/La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3催化剂的NO催化还原性能进一步提高。 2.采用将Al(NO_3)_3滴入(NH_4)_2CO_3制得的Al_2O_3能有效地增大催化剂的比表面积,加入La_2O_3能提高催化剂的热稳定性,加入ZrO_2能大幅度增加催化剂的表面L酸和B酸的酸量。因此,采用共沉淀法制备的La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3复合载体能够使Cu/La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3催化剂具有良好的催化性能。 3.Cu/Al_2O_3(Ⅰ)催化剂和Cu/La_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3催化剂都显示出了良好的水热稳定性,在10%水蒸气存在的条件下仍能保持较高的催化活性。


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