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柴油车与汽油车相比较,因具有油耗低、经济性好和CO2排放量低等突出优点,所以柴油车具有强劲的发展势头。但是柴油车尾气对环境的污染和人体健康造成的危害越来越引起了人们的关注。柴油车尾气主要有四种污染物:炭颗粒物(PM)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和烃类物质(HC),利用催化方法治理柴油车尾气是一种有效的手段,因此,研制同时消除四种污染物的组合催化技术具有十分重要的理论和现实意义。 本论文采用浸渍法制备了La0.75K0.25Mn0.95Fe0.05O3/CeO2系列催化剂(担载量分别为10%、20%、30%、50%)和不同Fe含量的La0.75K0.25Mn1-xFexO3/CeO2(50%)、La0.75K0.25Co1-xFexO3/CeO2(50%)系列催化剂作为氧化催化剂,用于处理尾气中的PM、CO、HC;采用等体积浸渍法制备了不同系列的HZSM-5担载的不同负载量的W/HZSM-5和不同Mo/W比的Mo-W/HZSM-5催化剂作为还原催化剂还原NOx,并将氧化催化剂与还原催化剂进行优化组合,以C2H2为还原剂,考察组合催化剂净化柴油车尾气中四种污染物的性能。研究发现,La0.75K0.25Mn0.95Fe0.05O3/CeO2(50%)与Mo-W/HZSM-5(Mo/W=0.5)的组合催化剂对同时去除四种污染物效果最好。在5000h-1空速下,NO的最大转化率为95.6%,炭颗粒的燃烧峰值温度为376℃,炭颗粒燃烧生成CO2的最大选择性可达98%,HC完全转化的温度为319℃,从而实现了四种有害物质的同时催化净化。 本论文还考察了组合催化剂La0.75K0.25Mn0.95Fe0.05O3/CeO2与Mo-W/HZSM-5(Mo/W=0.5)的实用性能,主要包括空速、水热老化对催化剂性能的影响。实验结果表明该组合催化剂具有一定的抗水热老化能力。10次循环使用后,组合催化剂的活性有所降低,但仍具有较好的同时消除四种污染物的催化性能。对反应前后的组合催化剂进行XRD和FT-IR表征,从表征结果可以看出,反应后的组合催化剂的结构与反应前基本相同,无明显变化,这与组合催化剂的活性评价结果相一致。