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柴油机因其循环热效率高,燃油经济性好和使用寿命长等优点,在汽车行业中应用越来越广,但是柴油车排放的颗粒物严重地污染环境并危害人类健康。为了满足越来越严格的柴油车尾气排放标准,急需开发一种能有效降低柴油车颗粒物排放的催化型柴油机颗粒过滤器(CDPF)。 本文以铝溶胶,氧化铝,铈锆固溶体和去离子水为原料制成浆液,共同涂覆于柴油机颗粒过滤器(DPF)载体上,对涂覆工艺条件进行了优化,然后负载活性组分(Cs、Cu、Pt),制备了CDPF。采用背压测试、SEM、XRD、XPS、Raman、低温氮吸附-脱附和H2-TPR等手段对催化剂进行了表征,同时考察了催化剂对于碳烟颗粒的催化氧化性能。本文取得了如下的研究结果: 1.采用真空抽提法制备了堇青石蜂窝陶瓷载体负载的Ce-Zr/Al2O3涂层,对涂覆工艺条件进行了优化,当浆料固含量为20%,铝溶胶固含量为8%,铝溶胶∶γ-Al2O3∶Ce-Zr固溶体=8∶65∶27,γ-Al2O3的d50为9.7μm,Ce-Zr固溶体的d50为2.5μm时,涂层的脱落率较低为0.57%,载体的背压也较低为0.21kPa。当在浆液中加入2.5%的淀粉时,可以将载体的背压降低到0.18kPa。 2.淀粉的加入改变了浆液的触变性,使浆液更容易进入到DPF载体的骨架中,保证了涂层的牢固度;淀粉的加入增加了涂层的微孔结构,降低了载体的背压;淀粉的加入增加了涂层的比表面积、孔容和孔径,大大提高了整体式催化剂对于碳烟的催化氧化活性。 3.采用浸渍法制备了nCsxCu/Pt-CZ/AM整体式催化剂,在松散接触条件下,对碳烟的催化氧化具有较好的催化活性。Pt的加入直接促进了碳烟颗粒的完全催化氧化,提高了碳烟颗粒的完全氧化速率。催化剂中的Ce与其周围的金属离子产生了强相互作用,促进了Ce3+的形成,产生了氧空穴,增加了催化剂表面的活性氧物种数量,提高了催化剂对于碳烟的催化氧化性能。