1.1 引言

随着经济的发展，人们物质水平的提高，人们对能源的需求越来越大，世界也因此正面临资源枯竭的危机以及由于资源消耗所带来的环境污染危机。导致这两大危机出现的一个主要原因是交通运输业的快速发展以及机动车数量的持续增加。机动车大量使用严重加重了地区空气污染，在大城市尤为明显，机动车排放的污染物已经成为城市大气污染的主要污染源之一。

在改善人类面临的资源与环境危机问题时，以柴油机为动力的柴油车相比以汽油机为动力的汽油车更具有优势。相比汽油机，得益于有较高的压缩比，稀混合气燃烧，无进气节流损失等原因，柴油机具有油耗低的显著优势，即相对汽油机排放较少的污染物。此外，汽油车的排放物主要是一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物，目前对于除去这三种污染物，已经有相当成熟的技术#8212;#8212;三效催化技术。与汽油车相比较，柴油车排放的污染物多了碳烟颗粒物，无法运用三效催化技术除去。随着柴油车保有量的增加，研发除去柴油车尾气的碳烟颗粒物的四效催化技术成为趋势。

1.2 碳烟颗粒物

1.2.1 碳烟颗粒物简介

碳烟颗粒（PM，Particulate material）是烃类燃料在高温缺氧的条件下裂解产生的，直径一般在0.1~10μm ，其中严重危害的是小于2.5μm的碳烟颗粒物。碳烟颗粒物主要由三部分构成：干碳烟，可溶性有机物和硫酸盐。其中可溶性有机物主要来源于未燃烧的柴油和润滑油。

1.2.2 碳烟颗粒物去除方法

柴油机排放的碳烟颗粒物去除方法主要有三种：燃油改进、发动机改进和排气后处理。其中燃油改进和发动机改进属于内控制，排气后处理改进属于外控制。燃油改进主要在于提高柴油的品质，降低柴油中的硫含量，向柴油中添加一些添加剂，亦可使用其他高品质燃油代替。发动机改进主要在于从发动机内的角度，改进或调整、改善燃烧过程，比如喷油系统改进、燃烧系统改进、废气再循环等等。排气后处理主要包括PDF微粒捕集器和催化反应器。PDF微粒捕集器主要将柴油机排放的碳烟颗粒物收集在一起回收，催化反应器主要将PDF微粒捕集器获得的碳烟颗粒物进行催化反应，使之反应成无害的物质排放。

相比较而言，内控制的方法对碳烟颗粒物的去除很有限，而外控制可有效的去除碳烟颗粒物，所以研究外控制的去除方法对去除碳烟颗粒物具有重要意义。

1. 3 催化燃烧过程