含稀土大孔基催化剂的设计、制备与柴油车尾气排放PM2.5氧化消除反应的催化性能.pdfVIP

第十九届全国稀土催化学术会议论文集  PL-02 含稀土大孔基催化剂的设计、制备与柴油车尾气排放 PM2.5 氧 化消除反应的催化性能* ** 赵 震 , 刘坚, 韦岳长, 段爱军, 姜桂元 (中国石油大学（北京） 重质油国家重点实验室，北京 102249) 关键词：稀土，大孔基催化剂，设计，制备，PM2.5 氧化消除，催化性能 柴油车尾气排放的炭烟颗粒物（PM ）是城市大气污染物 PM2.5 的主要来源之一，能够导致呼吸系 统疾病，严重危害人类的身体健康[1]，因此必须加以治理。利用过滤器与氧化催化剂相结合的连续过滤 再生技术（CRT ）是最经济和最有效的柴油机后处理技术，该技术的关键，是开发高活性的催化剂在柴 油车尾气的较低温度下将炭烟氧化消除。炭烟颗粒物催化氧化反应是典型的固（炭烟颗粒）— 固（催化 剂）—气（O2 ）多相复杂的催化反应，高活性炭烟氧化催化剂不仅应具有强氧化还原性能（活化氧能力） 这一本征特性，而且还应具有与固体炭烟颗粒间良好的固— 固接触能力这一外在条件。由于柴油炭烟颗 粒尺寸一般都大于 25nm,而普通催化材料的孔道尺寸一般都小于 10nm,在文献[2-5]和本组前期工作关于 利用 NO2 的强氧化性（作为气体催化剂）[6-9]、利用纳米粒子的表面自由能高、活动性好的特点,设计 纳米及其复合催化剂[8-14]和低共熔点催化剂[15-17]等催化剂的工作基础上，进一步开展了大孔基催化 剂的设计、制备研究工作 [18-30] ，主要包括：无序大孔氧化物催化剂[18], 三维有序大孔 （three-dimensionally ordered macroporous, 3DOM ）氧化物催化剂[19-23], 三维有序大孔氧化物担载贵金 属催化剂[23-26],和三维有序大孔基核壳结构催化剂[28-30]。大孔氧化物载体或催化剂组份能大大提高 PM 与催化剂的接触效率；纳米（贵）金属颗粒可以大大提高催化剂对氧分子的低温活化能力，进而大 大降低 PM 的起燃温度，提高催化剂的低温燃烧活性；核壳结构催化剂不仅可以增大氧化物与金属或金 属与金属之间的相互作用，进而进一步提高催化剂的本征活性，而且还能够防止贵金属纳米颗粒的团聚 造成的催化剂失活，因而，大大地提高了催化剂的稳定性。 * 国家自然科学基金（NO. 20803093）），国家科技部 863 计划 （2009AA06Z313 ），中国石油大学（北京）前瞻导向项目（QZDX-2011-02 ）资助项目。 ** 通讯联系人（Tel: 010 Email :zhenzhao@cup.edu.cn ） 3 第十九届全国稀土催化学术会议论文集  参 考 文 献 [1] H. Puxbaum, B. Gomiscek, M. Kalina, et al., Atmospheric Environ., 2004, 38: 3949-3958. [2] Y. Yamada, T. Homma, A. Tomita and Y. Tamai, Carbon 22:135(1984). [3] J. van Doorn, J. Varloud, P. Meriaudeau, V. Perrichon, M. Chevrier, and C. Gauthier, Appl. Catal. B, 1:117 (1992). [4] P. Ciambelli, V. Palma and S. Vaccaro, Catal. Today, 17:71(1993) [5] J Oi Uchisawa, A. Obuchi, Z. Zhao, S. Kushiyama, Appl. Catal. B, 18 : L183 (1998). [6] J. Liu, Z. Zhao, Q. Wang, C. Xu, A. Duan. G. Jiang. J. Phys. Chem. C 11