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高性能整体式汽车尾气净化三效催化剂的研究

作　者: 任宇涛
导　师: 卢冠忠
学　校: 华东理工大学
专　业: 工业催化
关键词: 三效催化剂单钯催化剂铈锆混合氧化物表面活性剂制备方法
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

三效催化剂广泛的应用于汽车尾气净化以减少汽车尾气中CO、HC和NOx的排放。在使用过程中,长期暴露在一个热环境下会导致催化剂活性降低。近年来,为了使在引擎刚起动时催化剂就能立即表现出良好的活性,催化剂装置的安装离引擎越来越近,这就要求催化剂有更好的热稳定性。本文旨在开发具有高活性和较强热稳定性的三效催化剂,着重研究催化剂的制备方法和在制备过程中添加表面活性剂对单Pd三效催化剂的性能的提升。采用几种不同制备方法制备了催化剂,优选出最佳制备方法后通过在制备过程中添加表面活性剂来提高催化剂的热稳定性。通过运用TG/DTA、XRD、XPS、低温氮气吸附和H2-TPR等手段对催化剂进行了表征,考察了原材料、浸渍技术、表面活性剂等对催化剂的三效催化性能和抗高温老化性能的影响。结果表明,一步法制备的催化剂耐老化能力要优于等体积浸渍法和旋蒸法制备的催化剂；在制备单Pd三效催化剂过程中添加表面活性剂,可以明显地改善催化剂的性能,其作用原理是表面活性剂通过与活性金属的作用来调节催化剂表面的活性中心性质,进而影响催化剂的催化活性；且添加的表面活性剂(吐温-80、斯盘-20、聚乙二醇-200)具有一个最适宜的量,才能对催化剂的性能起到促进作用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章文献综述  9-20
  1.1 汽车尾气净化催化剂的研究  9-13
    1.1.1 研究背景以及发展概况  9-12
    1.1.2 净化尾气机理  12-13
  1.2 汽车尾气净化三效催化剂的组成  13-15
    1.2.1 载体  13-14
    1.2.2 活性组分和助催化剂  14-15
  1.3 三效催化剂老化以及贵金属烧结问题  15-16
  1.4 浸渍技术在催化剂制备过程中的应用  16
  1.5 表面活性剂在催化剂制备过程中的应用  16-18
  1.6 试验设计方案及预期成果  18-20
    1.6.1 设计方案  18
    1.6.2 预期成果  18-20
第二章实验部分  20-26
  2.1 实验主要试剂和仪器  20
  2.2 整体式催化剂的制备  20-23
  2.3 催化剂性能评价  23-25
    2.3.1 催化剂抗老化性能评价  23-24
    2.3.2 催化剂起然性能和空燃比  24-25
  2.4 催化剂表征  25-26
    2.4.1 粒径分析  25
    2.4.2 热重分析(TG)  25
    2.4.3 比表面积测定(BET)  25
    2.4.4 X射线粉末衍射分析(XRD)  25
    2.4.5 X光光电能谱分析(XPS)  25
    2.4.6 氢气程序升温还原分析(H_2-TPR)  25-26
第三章实验结果与讨论  26-50
  3.1 原材料粒径大小以及粒径分布情况对涂层的影响  26-29
    3.1.1 原材料Al_2O_3铈锆粉粒径分析  26-28
    3.1.2 浆料涂覆效果比较  28-29
    3.1.3 本节小结  29
  3.2 不同浸渍法制备催化剂对催化剂催化性能的影响  29-34
    3.2.1 催化剂的制备  29
    3.2.2 新鲜催化剂活性评价  29-31
    3.2.3 空气中老化催化剂活性评价  31-33
    3.2.4 水热老化催化剂活性评价  33-34
    3.2.5 本节小结  34
  3.3 吐温-80与斯盘-20在催化剂制备中的应用  34-43
    3.3.1 催化剂的制备  34-35
    3.3.2 催化剂性能评价  35-37
    3.3.3 TG分析  37
    3.3.4 BET、XRD分析  37-40
    3.3.5 XPS分析  40-41
    3.3.6 TPR分析  41-43
    3.3.7 本节小结  43
  3.4 聚乙二醇-200在催化剂制备中的应用  43-50
    3.4.1 催化剂的制备  43
    3.4.2 催化剂的性能评价  43-46
    3.4.3 TG分析  46
    3.4.4 BET、XRD分析  46-48
    3.4.5 TPR分析  48-49
    3.4.6 本节小结  49-50
第四章结论  50-51
参考文献  51-56
致谢  56-57
在研究生期间发表的论文和申请的中国发明专利  57

高性能整体式汽车尾气净化三效催化剂的研究

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