水滑石基LNT催化剂制备工艺及其对NOx净化机制研究

发布时间：2020-05-22 20:16

【摘要】：目前,单纯的依靠机内净化来降低尾气中的NOx已很难达到排放法规的要求,必须借助适宜的后处理措施,其中稀燃NOx捕集技术(Lean NOx Trap,LNT)是主流的NOx排放后处理措施之一。传统的LNT催化剂(Pt/BaO/Al_2O_3体系催化剂)以Al_2O_3材料为涂层基质,其NOx存储性能和抗硫性能差以及高温稳定性低,大大制约了LNT技术的应用和发展。金属改性水滑石基衍生氧化物(CuMgFeAlO材料)代替Al_2O_3作为LNT催化剂的涂层材料具有诸多优良特性,表现出较好的应用前景。本文开发、优化水滑石基LNT催化剂的制备工艺,借助多种先进表征手段,对LNT催化剂的晶体结构、比表面积及微观形貌、NOx存储-还原活性进行了系统的研究,并应用到发动机台架上,确定柴油机后喷策略的优化方案,研究工作对于LNT技术的应用提供了借鉴和参考,具有很高的实践价值。主要的研究内容及结果如下:通过改变固含量(35%左右)、pH(4左右)、粘结剂的质量分数(3~6%之间)及加入适宜的添加剂,可以制得均匀稳定、粘度适宜的水滑石基涂覆浆液。氧化铝基和水滑石基涂层均能显著提高载体的比表面积,与载体紧密接触,增强了涂层牢固性。水滑石基浆液中添加尿素或聚乙二醇对其粒径分布规律影响不大,但有利于提高其涂层的比表面积。Pt/BaO/Al_2O_3和Pt/BaO/CuMgFeAlO催化剂在NOx吸附过程中遵循亚硝酸根吸附路径,其中Pt/BaO/CuMgFeAlO催化剂中的改性元素有利于亚硝酸物种向硝酸盐物种的转化,并显著提高了NOx吸附性能;Pt/BaO/CuMgFeAlO催化剂在各个反应温度下都呈现出较好的存储性能和还原性能,其捕集效率和还原效率都明显优于Pt/BaO/Al_2O_3催化剂,在400℃时取得最佳的NOx净化性能。引入后喷,可以显著提高尾气中的CO、THC浓度以及排气温度,并在一定程度上降低NOx排放。催化器后NOx浓度明显降低,在后喷时刻点为65°CA ATDC时,NOx净化性能最好。另外,催化剂还能有效降低后喷生成的CO和THC,其转化效率随主后喷间隔增大均呈现出先升高后降低的趋势。
【图文】：

SCR反应示意图

图 1-2 LNT 催化剂的 NOx 存储-还原过程[16]Figure 1-2 The storage and reduction process of LNTNT 催化剂主要分为：贵金属型催化剂、金属氧化物型催化剂以及物型催化剂。贵金属型催化剂是在 Al2O3、TiO2等涂层上涂覆贵金属
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK421.5

【参考文献】

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本文编号：2676547