铈基汽车尾气净化催化剂的研究开题报告
2020-04-15 17:40:09
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
汽车给人们生活带来便利的同时,尾气也成为城市中最主要的大气污染源,随着生活水平的提高,该问题日趋显著。尾气成分主要有一氧化碳(co)、碳氢化合物(hc)、氮氧化合物(nox)、铅化物和硫化物等,不仅损害人类身体健康,更破坏了人类赖以生存的自然环境。目前,各国纷纷制定严格的汽车污染法律法规,以期达到加强管理控制污染的目的。随着汽车数量的迅猛增加和汽车尾气排放法规的日益严格,对尾气净化三效催化剂提出了新的挑战。目前国内外正致力于解决在冷启动及贫燃条件下三效催化剂的催化转化率,降低催化剂成本,提高其耐高温性能等问题。我国对汽车催化剂的研究起步较晚,水平较低,生产技术也相对落,立足我国现状开发完全用稀土元素或以稀土为主与少量贵金属相结合的具有中国特色的高效汽车尾气净化催化剂应成为我们努力的方向。
1 三效催化剂的反应机理
贵金属三效催化剂具有高活性、高热稳定性、高选择性、良好物理性能,能同时净化废气中的co、hc和nox等有害物质。其反应机理如下:
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1.研究和解决的问题
减少对贵金属的依赖:添加助剂减少贵金属的使用量或者用非贵金属取代贵金属有助于节省有限的贵金属资源。
提高催化剂的耐热性能及拓宽催化剂活性温度范围:通过在催化剂中添加各种助剂(如CeO2、La2O3、ZrO2或它们的复合氧化物等),以达到提高催化剂涂层及活性物质耐热性能的目的,使催化剂具有长期耐高温性能。
2研究方案
(1)改善γ-Al2O3的热稳定性。γ-Al2O3的热稳定性直接影响催化剂的性能。γ-Al2O3高温条件下会发生相变,转变为α-Al2O3,比表面积降低。通过掺杂稀土元素改善其热稳定性。
(2)铈锆铝复合氧化物(CeO2-ZrO2-Al2O3)储氧材料的制备,提高储氧性能和高温抗烧结能力。
(3)掺杂其他稀土或过渡金属改善三效催化性能。
3实验路线
催化剂制备 |
活性组分配置 |
浸渍、烘干及还原 |
活性测试 |
CH、CO、NO净化 |
新鲜催化剂 |
贵金属负载量 |
空速 |
空燃比窗口 |
催化剂表征 |
BET |
SEM |
XRD
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储氧量 |
老化的催化剂 |
浸渍、烘干及煅烧
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浆料的制备
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载体预处理
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