天然气汽车尾气净化催化剂的制备和性能初探

摘要

该文对汽车尾气净化催化剂的两种关键性材料——耐高温高比表面材料和稀土储氧材料的制备及性能进行了深入的研究,在制备出新型耐高温高比表面YSZ-Al<,2>O<,3>材料和高性能含Mn储氧材料的基础上,系统的对全Pd三效催化剂的组成,制备方法,贵金属含量和助剂的添加与催化剂性能的关系进行了研究.研究了催化剂的空速特性,空燃比特性和抗老化性能,并通过BET,TPR,TPD和储氧量测定等手段对催化剂的起燃温度特性进行了表征,最终研制出了高性能的天然气汽车尾气净化三元催化剂.该文所制备的耐高温高比表面材料YSZ-Al<,2>O<,3>经1000℃焙烧后,还具有高的比表面积和较好的孔径分布,表明具有良好的抗老化性能.该文对储氧材料中Mn含量的多少对催化剂性能的影响做了较详细的工作,结果发现,在储氧材料中添加低含量的Mn(MnOx 5wt﹪)的催化剂,具有高的活性和良好的抗高温老化性能.但是全Pd催化剂受空速影响较大,空速越大,催化剂的活性越低,只有在合适的空速下,其才能显示出高的活性.对比Pt/Al<,2>O<,3>,Pt-Rh/Al<,2>O<,3>,Pt-Pd/Al<,2>O<,3>和Pd-Rh/Al<,2>O<,3>等催化剂,全Pd催化剂的贵金属含量控制在1.4g/l左右,就能保持高的活性和良好的抗老化性能.该文对La,Zr和Sr助剂的添加对全Pd催化剂性能的影响做了详细的探讨,结果表明,La和Sr的添加能提高催化剂的抗高温老化性能,但是Zr的添加不仅能提高催化剂的抗老化性能,而且能较大幅度的提高催化剂的活性.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1汽车尾气已成为城市大气污染的主要污染源

1.2汽车排气污染物的危害

1.3天然气汽车发展情况

1.3.1国外天然气汽车发展情况

1.3.2国内天然气汽车发展情况

1.3.3天然气汽车与汽油车排气污染对比分析

1.4天然气汽车尾气净化催化剂的进展

1.4.1天然气汽车尾气净化催化剂分类

1.4.2全Pd三效催化剂研究概况

1.5本论文的选题及研究构想

2实验部分

2.1主要试剂及材料

2.2催化剂载体的制备

2.2.1 Al2O3载体的制备

2.2.2高性能储氧材料载体的制备

2.3催化剂的制备及老化处理

2.3.1催化剂的制备

2.3.2催化剂的老化处理

2.4催化剂载体的性能表征

2.4.1载体的BET比表面测定

2.4.2储氧材料的OSC测定

2.5汽车尾气净化催化剂反应性能研究

2.6H2-TPR测试

3结果与讨论

3.1催化剂的载体材料的性能

3.1.1耐高温高比表面载体材料的比表面及抗老化性能

3.1.2储氧材料载体的储氧性能和比表面及抗老化性能

3.2载体的性能对催化剂性能的影响

3.2.1耐高温高比表面Al2O3载体性能对催化剂性能的影响

3.2.2储氧材料载体的储氧量对催化剂活性的影响

3.2.3贵金属种类及含量对催化剂性能的影响

3.3助剂对催化剂性能的影响

3.4不同空速对催化剂起燃特性的影响

3.5催化剂的空燃比性能

3.6 TPR实验

3.7 TPD实验

结论

参考文献

致谢

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