机动车尾气净化过程反应网络的研究.pdfVIP

第十六届全国稀土催化学术会议论文集 2009年7月 中国·济南 机动车尾气净化过程反应网络的研究 王建强1～，沈美庆”，王军1，闫海俊1，王务林2 (1天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072) (2中国汽车技术研究中心天津3000162) 摘要：机动车尾气净化过程中涉及到诸多反应，各反应之间存在复杂的相互影响，因 此对反应网络的研究就显得尤为重要．采用溶胶一凝胶法合成了铈锆固溶体，采用等体 积浸渍法负载O．5％的贵金属Pd．主要考察了水煤气变换反应及水汽重整反应分别对CO Shift，WGS) 和c3H8催化去除的影响规律。研究表明，水煤气变换反应(Water-Gas 的发生增强了CO的低温氧化活，}生，使得CO转化的T50和‰明显下降．水蒸气重整 反应(Steam 先发生，温度高于300℃时，C3H8氧化反应开始发生；低温时水煤气变换反应占优，随 着温度的升高，水汽重整反应发生。 关键词：Pd／Ce067Zro．3302；反应网络；水煤气变换反应；水蒸气重整反应 在实际的机动车尾气净化过程中，所有反应交替作用。国内外学者对反应网络进行了研 究，主要集中于模型反应如：水煤气变换反应，CO氧化反应，水汽重整反应，HC氧化反 应等Il剖。为了指导三效催化剂的功能化设计，对反应网络进行研究就显得尤为重要。 基于反应网络研究的重要性，本文针对尾气净化过程涉及的反应：CO氧化，水煤气变 换反应，HC氧化，水汽重整反应及反应之间的关系，对典型Pd／Ce067Zr0．3302样品进行了系 统研究，从动力学角度对水煤气变换反应和水汽重整反应进行了深入探讨，为设计出高活性、 高稳定性和高适应性催化剂提供理论指导。 实验部分 1．1样品制备 采用溶胶一凝胶法合成Ce067Zro3302载体，柠檬酸为络合剂，乙二醇为添加剂。将总金 属离子浓度为0．2mol／L的硝酸盐溶液与0．2mol／L的柠檬酸溶液按1：2计量比混合，混合物在 湿法浸渍，负载0．5％Pd，所得样品即为新鲜样品，Pd／CZf-表示。以Pd／Ce02样品做为参比样 品。 新鲜样品在含水蒸气10％的空气气氛中1050C老化lOh，即为老化样品，用Pd／CZa表示。 1．2表征 X射线衍射采用荷兰PANAlytical公司的X’PertPr0型转靶X射线衍射仪测定，CoKa 靶，工作电压40KV，电流40mA，步长20=0．020，扫描范围20--800，扫描速度0．03 step／s。 比表面测试在液氮温度下测量样品在不同氮气分压下的氮气饱和吸附量，由BET公式 计算得到样品的比表面积。 作者简介：王建强(1974一)，男，山西祁县人，博士。 Foundation 973 19503) Item：Projectsupportedby Program(2004CB7 ’通讯联系人：沈荚庆(mqshen@tju．edu．cn) 16 第十六届全国稀：卜催化学术会议论文集 2009年7月 中国·济南 13活性评价 活性评价采用固定床反应器，空速为50000h一，模拟机动车尾气气氛：CO2％，NO O．1％，C3H80．1％，C02 12％，021．5％和N2(平衡气)。分别以N2替 换某些反应组分，考察反应网络规律，如表l所示。采用五组分分析仪在线检测CO、C3H8 和NO的浓度，计算转化率。 表l不同反应气氛 inthefeedstream Symbol√=present 结果与讨论 2．1结构表征 2．1．1 XRD与BET 不同样品的XRD谱图如图1所示。由图可得，新鲜和老化样品的XRD谱图均具有典 型的立方萤石型结构，说明所有样品具有与氧化铈类似的晶体结构。 ^rr■一毒