B位阳离子对钙钛矿型氧化物催化剂上柴油机尾气净化催化性能影响.pdfVIP

B位阳离子对钙钛矿型氧化物催化剂上 柴油机尾气净化的催化性能的影响 王虹1，2赵震1徐春明1刘坚1段爱军1 (1．石油大学重质油国家重点实验室．北京102249；2．北京石油化工学院化工系，北京102617) 摘要：本文研究了在同时消除柴油机尾气中NO。和碳颗粒的催化反应中，B位离子对钙钛矿 型复合氧化物氧化还原性能的影响。研究结果表明，在本研究合成的四种复合氧化物中，除h— Cu—O外，均形成钙钛矿结结构。LaC003的氧化能力较强，同时可以将NO，还原为№，在碳颗粒与催 1％。 化剂松散接触的条件下，碳颗粒燃烧温度为324—496C，生成COz的选择性为99 关键词：柴油机尾气钙钛矿型氧化物碳颗粒氮氧化物B位阳离子 J 前言 柴油机最主要的排放污染物是微粒(PM)和氮氧化物(NO；)。柴油机排放的微粒是由于进 气不充分或燃烧温度过低造成燃烧不完全形成的，它是一种严重的致癌物质；NO。也是一种 严重破坏环境的污染物。控制汽车尾气排放污染物，对保护环境、减少大气污染具有重要 意义。 用催化的方法，同时消除稀燃柴油机尾气中的N0和碳颗粒的设想是Yoshi甜11提出的． 石型【5J等复合氧化物是同时消除PM和No。比较理想的催化剂。 本文采用程序升温氧化还原反应技术，研究了采用不同B位金属离子合成的钙钛矿型 复合金属氧化物催化剂，在PM与催化剂松散接触的条件下，在富氧的柴油机排放环境中． 同时去除PM和NO。的催化性能。 2实验 2．1催化剂制备 按化学计量比称取所需离子的硝酸和络合剂柠檬酸，将他们分别溶于一定量的去离子水 中，混合均匀，加热蒸干水分使其燃烧得到催化剂的前驱体，前驱体在800E焙烧6h，得到 taB03(B=Fe、Co、Ni、Cu)金属复合氧化物催化剂，用于同时消除柴油机尾气中碳颗粒和氮 氧化物活性评价。 2．2 x射线衍射分析 使用日本岛津XRD一600型x射线粉末衍射仪对各样品进行x射线衍射分析，以确定 基金项日：国家自然科学基金(批准号资助项目。 作者简介：王虹，女．1964年5月出生，副教授，在北京石油化工学院化工系从事教学与科研工作．现为石油大学 {北京)在读博i。 联系人：赵震：电话：010E-inail：蚴堂堂biP型：!鱼：些 ·792· AB03结构的形成，实验条件为：G斌。辐射，管压40kV，管电流30mA，扫描角度50。80。， 扫描速度4。／rain。 2。3催化剂活性评价 本文模拟柴油机汽车尾气排放设计了常压固定床微型石英管反应器实验室评价装置，评 价本研究合成的催化剂在同时消除柴油机汽车尾气中碳颗粒和NO，的氧化还原性能。实验 U商业碳黑模拟柴 选用NO模拟柴油机尾气中的氮氧化物，选用Degussa公司生产的Printex 油尾气中的碳颗粒，催化剂与碳颗粒用样品勺混合均匀，为松散接触，催化剂与碳颗粒混合 比为5：1。称取180rng的混合样品，填充于反应管的恒温段，反应气体组成为：No， N色谱柱用于分离反应尾气中的co和c02，并 的SP～3420气相色谱进行在线检测，Porapak 经甲烷转化器转化后，用FID氢火焰离子检测器检测；5A分子筛色谱柱用于分离02、N：、 CO和NO，采用TCD热导池检测器检测。采用碳颗粒的趁燃温度％、流出气体中c02浓度 的峰值对应的反应温度％和碳颗粒燃尽温度n及生成C02的选择性Sco rff评。化氧的剂化催 性能，r；。是c02浓度曲线最大斜率切线与零浓度相交时的温度，孔是c02曲线负的最大斜 率切线与零浓度相交时的温度；采用生成N2的NO。转化率XN0评价催化剂的还原性能。 3缝果与讨论 3．1 XRD结果分析 中的标准谱周对比表明，B位离子为Fe、C0、Ni时，在Ⅺm谱图上均出现了归属于各自钙 钛矿晶相结构的特征衍射峰，形成了钙钛矿结构；而B