论文部分内容阅读
相比于汽油车,柴油车作为一种能效高、环境亲和力较强的动力手段得到了广泛关注和快速发展。同时,柴油车尾气污染治理问题,尤其是柴油车尾气颗粒物排放治理问题愈发迫切。当前柴油车尾气颗粒物处理的最有效手段为颗粒捕集技术,该技术的核心问题是捕集器的再生。相关研究表明,应用氧化催化剂催化燃烧法可以有效地进行颗粒捕集器的再生。单Pd催化剂以其高效的催化活性、高稳定性和相对低廉的价格在催化氧化、催化燃烧等领域得到广泛应用;另一方面,CeO2的添加可以降低CO、HC等氧化反应的起燃温度,提高氧化催化剂活性。本文模拟柴油车尾气净化反应,系统地研究了Pd/CeO2催化剂C10H22起燃特性和活性位点情况,对理解柴油车尾气后处理过程中重HC氧化催化过程提供支撑。研究显示,Pd负载量明显影响混合气氛下各反应的选择性。这导致随着Pd负载量增加CO和C3H6起燃活性升高,而C10H22起燃活性降低,表明混合气氛下各反应的活性位状态不同。还原态或部分还原态的表面Pd原子有利于混合气氛下CO、C3H6氧化,而小尺寸、高氧化态的Pd负载有利于C10H22氧化反应。结合反应表面物种和气相产物分析发现,碳酸盐在催化剂表面的积累会抑制C10H22起燃,Pd负载量为1wt.%的样品表面能够生成稳定碳酸盐的碱性位数量明显少于其他样品。同时,C3H6在还原态Pd表面原子上的强吸附会抑制C10H22起燃,而Pd负载量为1wt.%的样品表面为氧化态,C3H6难以在氧化态的Pd表面发生吸附。上述情况导致样品1PC-h上C10H22氧化活性与对气氛中CO2和C3H6不敏感,而其他样品C10H22起燃活性受到CO2和C3H6的明显抑制。综上,与传统Pd/Al2O3催化剂相比,Pd/CeO2催化剂对富氧条件下C10H22、CO和C3H6等具有良好的低温起燃活性,可以用于柴油车尾气后处理系统辅助颗粒捕集器再生。另一方面,Pd的负载状态直接影响混合气氛下各反应的选择性,这为调控Pd的负载状态以实现不同尾气气氛下颗粒捕集器再生提供了可能。