介孔材料在汽车尾气净化中应用

《介孔材料在汽车尾气净化中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、介孔材料在汽车尾气净化中应用　　摘要：将制备好得金属-SBA-15附着在堇青石上，并将其应用于汽车发动机尾气的治理。结果表明，Cr/SBA-15、Cu-Al/SBA-15、Cr-Al/SBA-15（2∶1∶1）混合型催化剂性能接近市售的贵金属类催化剂，尾气中的三种主要污染物NOx、CO和HC可以同时得到净化，净化率均在90%以上，且其应用成本远远低于贵金属类催化剂，因而该催化剂在汽车尾气净化方面具有广阔的应用前景。关键词：SBA-15尾气净化中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1672-379

2、1（2013）05（c）-0000-00汽车尾气催化转化器的核心部分是催化剂，其工作原理是利用排放废气中残余的氧气和排放较高的温度，在催化剂表面进行氧化-还原反应，使有害物质CO、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）转变成无毒害的CO2、H2O和N2，从而减少对环境的污染[1]。目前常用的汽车尾气净化催化剂的活性组分是贵金属，例如Rh-Pt、Rh-Pd、Rh-Pt-Pd、Pt-Pd这些组合，其具有起燃活性好、耐老化性能好、抗中毒能力强等优点，但由于其资源紧缺、价格昂贵，造成整个催化剂成本较高，限制了该

3、类催化剂的应用。8为减少成本，人们开始研究用非贵金属催化剂替代贵金属催化剂，如：Co-BEA[2]、Fe-Mo/ZSM-5[3]、Pt/Al2O3[4]等，这些报道的催化剂活性不高，稳定性较差，易因SO2、水蒸气中毒而失活，且污染物转化率较低；因而，影响着催化剂的实用性。本文针对以上情况，在介孔分子筛SBA-15孔道中引入活性金属，一方面使其得到了很好的分散，呈现出较高的催化活性；另一方面活性组分得到了固定，避免了其流失、挥发、高温烧结的发生。该催化剂成本低，且具有较高的催化活性，可大幅有效地降低汽车尾

4、气排放所产生的氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物碳等系列污染物，使汽车的排放达到国家标准（GB18285-2005），从而达到保护环境的目的。1实验部分1.1催化剂制备1.1.1介孔特征催化剂的制备：采用原位合成和等量浸渍法分别将金属Al、Cr和Cu负载到的介孔分子筛SBA-15的孔壁内、内孔道表面，得到介孔特征催化剂Cu-Al/SBA-15、Cr-Al/SBA-15、和Cr/SBA-15；其中，Cu-Al/SBA-15中Cu和Al的质量分数为5%、5%；Cr-Al/SBA-15中Cr和Al的质量分数为5%、

5、5%；Cr/SBA-15中Cr的质量含量为5%；81.1.2第一层涂层：将氧化铝和助剂浆体涂覆在菁青石蜂窝状载体中，晾干；氧化铝和助剂的质量比为5：1；助剂为氧化镧和氧化铈，其质量比为1∶1；1.1.3第二涂层：将制备好得的Cu-Al/SBA-15、Cr/SBA-15、Ag/SBA-15按质量比为2∶2∶1的比例混合加进球磨机中将其有效研磨与混合，混合后为介孔材料，然后将该介孔材料与氧化铝、助剂浆体搅拌均匀，涂覆于第一层涂层上，助剂为氧化镧和氧化铈，氧化铝、氧化镧和氧化铈的质量比为10∶1∶1；晾干后置

6、于高温炉中，在500℃中焙烧10小时，制成整体式催化剂，即为汽车尾气净化催化剂。1.2催化剂表征介孔特征的催化剂Cu-Al/SBA-15、Cr-Al/SBA-15、和Cr/SBA-15的结构用Bruker公司的D8FOCUS型X-射线衍射仪进行表征，CuKα射线源（λ=0.15406nm）），管压为40kV，管电流为30mA，扫描范围2θ=0.5°～10°。1.3催化剂性能表征金属-SBA-15/堇青石整体式催化剂搭载到桑塔纳2000轿车的尾气排放系统中，利用稳态工况法【出自《点燃式发动机汽车排气污染物

7、排放限值及测量方法》（执行标准号：GB18285-2005）】，在南华NHA-503五气汽车尾气分析仪）测试其催化性能。其中净化率=（无催化剂状态下污染物的浓度-催化剂作用下污染物的浓度）/无催化剂状态下污染物的浓度×100%2结果与讨论8纯硅SBA-15和M/SBA-15（M=Cr，Cr-Al，Cu-Al）XRD图谱如图1所示。SBA-15的XRD谱显示了（100）强衍射峰以及（110）和（200）两个较弱的衍射峰，这是典型六方p6mm介孔结构。负载金属Cu、Fe、Cr后，其（100）、（110）、（

8、200）衍射峰也都清晰可见，表明其六方p6mm介孔结构得到了完好的保持。图1SBA-15、M/SBA-15（M=Cr，Cr-Al，Cu-Al）的小角度XRD图催化剂种类检测项目及检测值ASM5025ASM2540HC（10-6）CO（%）NO（10-6）HC（10-6）CO（%）NO（10-6）限值1701.00130081701.101200无催化剂测试值2750.7223302650.702219原厂配套催化剂（国Ⅲ标准）测试值370.