催化技术应用于柴油机尾气净化的研究

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1、中文摘要柴油机主要排放物氮氧化物和微粒是大气污染的主要来源之一严重危及人类的健康。通过目前柴油机排放处理技术难以满足日趋严格的排放标准。必须开发新的柴油机排气后处理技术以进一步降低柴油机氮氧化物和微粒排放。本文对Lal．xAxC01．vB，03复合钙钛矿催化剂对于柴油机尾气排放物净化效果进行了相关研究，主要研究内容如下：1．采用低温燃烧法合成了Lal-xKxC01．yFcy03系钙钛矿型复合氧化物催化剂，此种方法制备的催化剂颗粒分散均匀，平均粒子半径为90"--200rim，比表面积约为9"--15m2儋。利用XRD、SEM、TEM、BET等方法对催化剂的晶体结构、物相特

2、征、表面结构及其元素价态等理化性能进行了表征。采用程序升温技术对所制得的催化剂对于NO。的净化效果以及在空气条件下对于PM的净化效果进行了相关实验，结果表明，对于NOx的去除，LaL0．7K0．3C003的催化效果最好。而对于PM的去除，Lao．6I％．4C003最为有效，使PM的起燃温度降低到400℃左右。2．分别选取A位部分取代的Lal略KxC003(X．O．1、0．2、0．3、0．4、O．5)B位部分取代的LaFe，C01．y03(y=0．1、0．2、0．3、0．4、0．5、0．6、0．7)和hl嚷KxFcyCof-y03(x=O．2、0．3、0．4，一y=0．5、

3、0．6)钙钛矿复合型氧化物，与碳黑按10：1比例混合、研磨使之紧密接触。利用热重一红外联用分析系统，以模拟气体代替实际气体来研究适合用于催化型颗粒物捕集器的催化剂。根据实验结果得出当K、Fe同时部分取代La和Co的LaC003系钙钛矿型复合氧化物催化剂时，K的取代量等于0．2时(Lao．8磁．2Feo．5Coo．503)PM起燃温度最低，当K的取代量一定时Fe的取代量越少则PM起燃温度越低。另外碳颗粒在N02中的起燃温度远远低于其在空气气氛中的起燃温度，证明N02浓度的升高有利于碳颗粒的燃烧，即在尾气处理过程中N02对颗粒物去除起着重要作用。在催化燃烧的过程中，不仅N02

4、能与颗粒物反应，同时NO也能与颗粒物反应从而加速颗粒物的去除，验证了实验中所制得的催化剂具有颗粒物与NO。协同去除作用，由于NO；具有去除颗粒物的作用，而低温等离子体作用时能够产生大量的Nox于是间接证明了低温等离子体可以用于柴油机尾气中颗粒物的净化，从而为低温等离子体再生催化型颗粒捕集器净化柴油机尾气排放的实际应用奠定了理论基础和实践指导。．关键词：柴油机，钙钛矿，催化ABSTRACTTheparticulatematter(PM)andnitrogenoxides(NOx)emissionsfromdieselexhaustaletwoofmainpollutants

5、damagingenvironmentandhumanhealth．Withslringenterandstringenteremissionregulations，thedieselautomotiveindustryiscurrentlyfacingseriouschallengestomeetthespecificregulationsconcerningbothPMandNOx．However，thefutureemissionstargetscannotbereachedbytheeombu-stionadjustmentandthecurrentafter-t

6、reatmenttechnologies．Therefore，newmethodsforsimultaneousremovalofPMandNOxfromrichoxygendieselexhaustareneeded．Theinvestigationonthepurificationofdieselemissionbythecatalytictechnologywascarriedoutinthispaper．Firstly，aseriesofLal-xKxC01_yFey03catalystsofperovskitetypestructurehadbeensynthe

7、sizedatlowtemperaturethroughacombustionprocess，duringwhichthecatalystswithparticlediametersthatscattersinthedomainof90and200nnlwasprepared．，andtheBETvaluesofthecatalystsrangefrom9to15mZ／g．Thecrystalstructure，phasecharacter，surfacetextureandvalencewerecharacterizedby