木质钙钛矿型催化剂对柴油机尾气净化性能的影响

• 作者: 王迎辉 郭秀荣 白曦龙 杜丹丰
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: 柴油机尾气 木纤维 钙钛矿型催化剂 四效净化
• 年，卷（期）: 2024,（3）
• 页码范围: 79-86
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

为实现对柴油机尾气中碳烟颗粒物(ST)、氮氧化物(NOx)、烃类(HC)和一氧化碳(CO)的四效净化，以木纤维为生物质模板，分别在600°C、700°C、800°C和900°C的焙烧温度下，制备了4种La0.8Ce0.2Fe0.3Co0.7O3木质钙钛矿型催化剂(分别为LCFCO-600、LCFCO-700、LCFCO-800和LCFCO-900)。采用扫描电镜(SEM)观察了催化剂的微观形貌，并对LCFCO-800的元素构成与相应占比进行了能谱(EDX)分析；采用X射线衍射(XRD)对催化剂的晶体结构和物相组成进行了表征；采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对催化剂的典型化学键进行了分析；采用N2吸/脱附对催化剂的结构参数进行了分析。通过模拟实验评价了催化剂的四效净化性能。结果表明，所制备的催化剂具有明显的生物质结构，且钙钛矿相纯度较高，其中LCFCO-800的比表面积、总孔容积和平均孔径最大，分别为3.270 m2/g、0.017 cm3/g和20.486 nm，并具有较好的四效净化性能。在模拟尾气温度为400℃、流量为1 L/min和净化时间为超过120 s的条件下，LCFCO-800对ST、NOx、HC和CO的最大净化效率分别为92%、92%、98%和76%。此外，根据Mars-van Krevelen氧化还原反应机理和实验结果，对催化剂的四效净化机理进行了分析，认为ST质量浓度的增加可抑制HC和CO的氧化，同时ST、HC和CO的氧化过程有助于催化剂表面产生更多的氧空位，从而促进NOx的还原。