柴油车尾气净化催化剂的研究

发布时间：2017-10-10 21:16

  本文关键词：柴油车尾气净化催化剂的研究

  更多相关文章： 柴油车尾气 贵金属 钯 纳米 贵金属催化剂

【摘要】：柴油车尾气会导致温室效应、光化学烟雾和雾霾天气等,危害人类健康,破坏生态环境。柴油车尾气的治理方法包括提升柴油品质,发动机内部改造和尾气后处理技术,而催化净化技术是主要的柴油车尾气后处理技术。目前,柴油车尾气净化催化剂主要为贵金属催化剂,活性组分主要有铂、钯、铑。贵金属钯与铂、铑性质相似,相比于铂和铑价格低廉且储量丰富,性价比更高的钯催化剂是目前柴油车尾气净化催化剂发展的主要方向之一。为了降低催化剂成本和保证催化剂活性,本文开展了以下研究。本课题将物理法与化学氧化法结合,通过蜂窝陶瓷纳米膜管和蠕动泵控制含钯酸和硼氢化钠混合比例,在超声作用下,制备了钯纳米粒子,并以其为活性物质,浸渍负载到活性氧化铝上制备柴油车尾气净化催化剂。研究含钯酸、CTAB加入量和超声作用对粒子的影响。搭建测试柴油尾气净化催化效果检测平台。研究活性组分制备方法、焙烧温度和活性组分负载量对催化剂活性的影响,并测定了其稳定性,得到了最优催化剂,并测定其催化效率、最佳反应温度和尾气中氧气浓度对催化效率的影响。本研究催化剂与市售产品进行了对比发现,本实验制备的钯纳米粒子颗粒均匀,分散性良好。从纳米级角度出发制得催化剂样品在降低成本的基础上活性更高,在实验条件下,催化剂活性随焙烧温度的升高先升高后降低,随钯负载量增加而升高。550℃焙烧制得负载量为0.3wt%催化剂样品为最优催化剂,在238℃时催化效率最高,对CO、HC、NO_x和PM的催化效率可达67%、83%、66%、90%以上。本研究以钯纳米粒子作为活性组分,浸渍制备的催化剂,不仅具有较高催化活性,同时还减少贵金属的使用,降低催化剂的成本,具有较高的环境效益和经济效益。
【关键词】：柴油车尾气 贵金属 钯 纳米 贵金属催化剂
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X734.2;TQ426
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 柴油车尾气的特点及危害9-11
• 1.1.1 一氧化碳和碳氢化合物9-10
• 1.1.2 氮氧化物10-11
• 1.1.3 颗粒物11
• 1.2 柴油车尾气排放标准11-12
• 1.3 柴油车尾气处理技术12-13
• 1.3.1 提升柴油品质12
• 1.3.2 发动机内部结构改造12
• 1.3.3 柴油车尾气后处理技术12-13
• 1.4 柴油车尾气净化催化剂研究进展13-14
• 1.5 柴油车尾气净化催化剂的制备方法14
• 1.6 石家庄市柴油车辆管理现状14-16
• 1.6.1 石家庄市柴油车保有量现状14-15
• 1.6.2 石家庄市柴油车管理现状15-16
• 1.7 研究意义及主要研究内容16-19
• 第2章 金属钯纳米粒子的制备19-29
• 2.1 钯的简介及纳米材料研究应用概况19-20
• 2.2 钯纳米粒子的制备20-21
• 2.2.1 试剂与仪器20
• 2.2.2 制备方法20-21
• 2.3 结果与讨论21-26
• 2.3.1 透射电子显微镜（TEM）表征22
• 2.3.2 Nano Measurer 1.2 粒径分布计算22-24
• 2.3.3 H_2PdCl_4加入量的影响24-25
• 2.3.4 CTAB加入量的影响25-26
• 2.3.5 超声波对粒径的影响26
• 2.4 本章小结26-29
• 第3章 贵金属催化剂的制备29-35
• 3.1 浸渍法的特征29
• 3.2 催化剂的制备29-31
• 3.2.1 Pd-1 型催化剂的制备29-30
• 3.2.2 Pd-2 型催化剂的制备30
• 3.2.3 球形活性Al_2O_3载体的系能30
• 3.2.4 催化剂的表征30-31
• 3.2.5 催化剂的还原31
• 3.3 结果与讨论31-33
• 3.3.1 X射线衍射表征31-32
• 3.3.2 原子发射光谱仪表征32
• 3.3.3 催化剂的BET比表面积32-33
• 3.4 本章小结33-35
• 第4章 柴油车尾气净化催化剂测试35-47
• 4.1 催化过程简介35
• 4.2 测试装置与测试方法35-37
• 4.2.1 测试装置35-36
• 4.2.2 测试方法36-37
• 4.3 结果与讨论37-45
• 4.3.1 催化剂的催化活性测试37-38
• 4.3.2 焙烧温度对催化效率的影响及分析38-42
• 4.3.3 Pd负载量对催化效率的影响及分析42-43
• 4.3.4 活性组分制备方法对催化效率的影响43-44
• 4.3.5 反应温度最佳温度测试44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 模拟实际条件下催化剂的性能47-53
• 5.1 催化剂的稳定性47-48
• 5.2 O_2浓度对催化效率的影响48-49
• 5.3 催化剂对比49-51
• 5.4 本章小结51-53
• 结论53-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间所发表的论文59-61
• 致谢61

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘奇;陈德茂;刘庆宾;钱鹏;翟步英;阳浩;薄新维;张登友;;稀土复合催化剂对柴油车尾气净化效果的影响研究[J];功能材料;2012年S2期

2 孟方;柴油车尾气排放超标的治理[J];城市公共交通;2001年06期

3 沙钝,王爱民;柴油车尾气微粒的燃烧性能[J];上海环境科学;2003年07期

4 程哲生;减少柴油车尾气污染[J];当代石油石化;2001年04期

5 程哲生;国外减少柴油车尾气污染技术的新进展[J];当代石油石化;1998年06期

6 ;我国为柴油车尾气达标确定“时间表”[J];汽车工艺与材料;2003年05期

7 文;柴油车尾气达标“时间表”确定[J];山东内燃机;2003年02期

8 黄育森;浅析柴油车尾气烟度过高原因及预防[J];城市公共交通;1999年02期

9 秦杰 ,邹声文;我国柴油车尾气达标分三步走[J];能源工程;2003年02期

10 杨冬霞,曹秋娥,赵云昆,计永波;柴油车尾气净化铂催化剂的试验研究[J];稀有金属;2005年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵震;刘坚;徐春明;段爱军;姜桂元;;柴油车尾气催化技术的最新研究进展[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年

2 杨铮铮;张海龙;曹毅;吴干学;徐海迪;孙萌萌;杨怡;张艳华;徐宝强;龚茂初;陈耀强;;催化净化柴油车尾气污染物[A];2014中国环境科学学会学术年会（第六章）[C];2014年

3 翟步英;刘奇;潘雄;;柴油车尾气净化催化剂的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第二卷）[C];2011年

4 刘坚;赵震;徐春明;韦岳长;段爱军;姜桂元;;柴油车尾气排放颗粒物催化净化技术的研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

5 赵震;张桂臻;刘坚;段爱军;姜桂元;;柴油车尾气净化催化剂的设计与催化作用[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

6 乔映宾;冯明星;朱宗敏;张新昌;赵扬;;柴油车尾气处理技术及车用尿素溶液[A];中国汽车工程学会汽车燃料与润滑油分会第15届年会论文集[C];2012年

7 赵震;纪玉国;刘坚;徐春明;段爱军;;复合氧化物催化剂在柴油车尾气处理中的应用[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年

8 刘阳阳;尉继英;江锋;刘树模;徐刚;孙爱灵;;柴油车炭烟催化氧化反应动力学因素分析[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（上）[C];2007年

9 李树华;梁红;林维明;叶代启;;Cu-K-V系列催化剂去除柴油车尾气中颗粒物的性能研究[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年

10 郭明新;朱荣淑;欧阳峰;;碳颗粒存在时Ir催化去除柴油车尾气中NOx的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（上）[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 本报记者 赵三明;华勤爱科柴油车尾气过滤器可燃烧掉90%颗粒物[N];中国工业报;2011年

2 牟致勇　滑维;推进柴油车尾气处理液生产和应用[N];中国石化报;2011年

3 本报记者 李晓岩;柴油车尾气处理液剑指雾霾[N];中国化工报;2013年

4 李跃辉;专利产品点燃柴油车尾气治理希望[N];中国知识产权报;2008年

5 记者 陈婉婉;全国首个柴油车尾气治理装置问世[N];安徽日报;2013年

6 本报记者 李唐;“减排”尾气 菲尔特祭出“杀手锏”[N];云南经济日报;2008年

7 记者 李宏乾;柴油车尾气净化取得新进展[N];中国化工报;2010年

8 本报记者 谷晓哲;SCR给柴油车尾气“消毒”[N];河北日报;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 谢治国;微/介孔纳米复合材料的设计制备及其柴油车尾气催化净化研究[D];上海师范大学;2016年

2 韩梦非;柴油车尾气净化催化剂的研究[D];河北科技大学;2016年

3 李旭冰;柴油车尾气收集物对小鼠胚胎发育影响的初步研究[D];福建医科大学;2010年

4 李勇;钙钛矿结构催化剂在柴油车尾气净化中的应用[D];吉林大学;2011年

5 白冰;柴油车炭化微米木纤维过滤芯排气捕集机理与实验研究[D];东北林业大学;2011年

6 魏光曦;Pd/CeO_2催化剂在柴油车尾气氧化催化后处理中的应用研究[D];天津大学;2012年

7 宋熠金;基于光散射法柴油车尾气颗粒物质量浓度传感器的研制[D];中国计量学院;2014年

8 马晓东;柴油车尾气氮氧化物与颗粒物同时除去铈系催化剂研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

9 左永权;制备方法对CuSAPO-34脱除柴油车尾气中NO_x的影响[D];太原理工大学;2013年

10 黄黎明;Cu-Mn改性分子筛催化剂制备及柴油车尾气SCR脱硝基础研究[D];浙江工商大学;2015年

，

本文编号：1008650