1、柴油車由于具有燃油效率高、耐久性好、二氧化碳排放量低等優(yōu)點,而得到廣泛應(yīng)用,但是柴油車尾氣中的碳煙(soot)顆粒嚴(yán)重污染大氣環(huán)境,威脅人類的生存。目前,與過濾捕集技術(shù)(DPF)相結(jié)合的催化燃燒技術(shù)被認(rèn)為是最為有效的soot消除后處理技術(shù)。在報導(dǎo)的soot催化燃燒催化劑中,貴金屬催化劑活性最高,但是貴金屬在高溫下易燒結(jié),且價格昂貴,故本文重點研究同時具有高活性和高穩(wěn)定性的貴金屬Pd摻雜的鈣鈦礦型和水滑石基系列催化劑。
　　首先,采

2、用檸檬酸絡(luò)合法制備了K、Pd摻雜的La1-xKxCo1-yPdyO3-δ(x=0,0.1;y=0,0.05)及Pd/La1-xKxCoO3-δ(x=0,0.1)系列催化劑,研究了不同摻雜方式對鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)及催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),K和Pd同時摻雜的催化劑具有最高的soot燃燒反應(yīng)活性。K/Pd的同時摻雜使催化劑的比表面積增大、氧化還原性增強、表面氧物種增多;此外,Pd在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中以高于+2價的形式存在,極大增強了對NO的催化氧化能力

3、,而且Pd被摻入鈣鈦礦晶格后有效地抑制了其自身的燒結(jié)。通過對尾氣中NO2的濃度的監(jiān)測,獲得了NO2參與soot氧化的直接證據(jù),據(jù)此提出了可能的soot燃燒反應(yīng)機理。
　　然后,針對鈣鈦礦型催化劑比表面積較小的缺點,改用恒定pH值共沉淀法制備的CoAl水滑石基氧化物為載體,考察了K、Pd摻雜的CoAl水滑石基催化劑對soot燃燒的性能。結(jié)果表明,K、Pd同時負(fù)載的催化劑K/P/CA具有最高的soot燃燒活性,這是由于K、Pd各自作用

4、得到發(fā)揮的同時,K的存在促進(jìn)了Pd活性物種的釋放。K的作用表現(xiàn)在:①促進(jìn)Co物種和Pd物種的釋放,增加活性位的數(shù)量;②增強了表面晶格氧的移動性;③促進(jìn)了NO在催化劑表面的吸附。Pd的作用可以歸結(jié)為:①提高催化劑的氧化還原性;②促進(jìn)NO催化氧化為NO2,加快soot燃燒反應(yīng)速率。InsituFT-IR表明,soot燃燒反應(yīng)有三條路徑:氧溢流機理、NO2輔助氧化機理及硝酸鹽氧化機理。
　　最后,對CoAl水滑石基氧化物載體進(jìn)行摻雜Mg

5、改性,進(jìn)一步探討K、Pd摻雜的Co2.5Mg0.5Al水滑石基催化劑對soot燃燒活性的性能。研究發(fā)現(xiàn),K和Pd的作用與CoAl水滑石基系列催化劑基本相似,而Mg的加入具有兩面性,一方面會與摻雜的Pd產(chǎn)生相互作用,抑制K的促進(jìn)作用,另一方面在K、Pd同時負(fù)載的樣品中,會提供堿性位,促進(jìn)soot催化氧化。InsituFT-IR發(fā)現(xiàn),soot燃燒反應(yīng)也主要有三條路徑:NO2輔助氧化機理、硝酸鹽氧化及氧溢流直接氧化機理。與傳統(tǒng)催化劑Pd/Al