【摘 要】
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柴油车碳烟颗粒物（尤其是PM2.5）的排放是导致我国近年中东部地区大面积的严重雾霾原因之一。由于粒径较小,PM2.5极易进入人的呼吸道,引发各种呼吸系统和心血管疾病。控制碳烟排
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柴油车碳烟颗粒物（尤其是PM2.5）的排放是导致我国近年中东部地区大面积的严重雾霾原因之一。由于粒径较小,PM2.5极易进入人的呼吸道,引发各种呼吸系统和心血管疾病。控制碳烟排放的经济有效的方式是催化燃烧。在各类碳烟燃烧催化剂中,廉价的碱金属材料表现出优异的活性。但是,对碱金属催化作用的解释仍存在争议,而且对碱金属催化剂的开发应用仍处于初级阶段。本论文从研究反应机理出发,基于碱金属的电子特性揭示其催化作用本质。以Na、K、Rb、Cs等碱金属为催化剂,考察其催化碳烟与O2反应的表观活性和内在活性。在此基础上,归纳结构和活性数据,关联碱金属的电子特性,通过电子结构计算揭示碱金属的催化作用本质。本文开发一种钾改性的FeCrAl金属丝网型催化柴油颗粒过滤器用以控制柴油机尾气碳烟颗粒的排放。钾金属催化剂通过化学沉积法沉积到金属丝网上,该方法中在高温条件下（≥800℃）炭黑将氢氧化钾转化为可以活化金属丝网的钾金属。XRF和SEM测试结果表明950℃预处理后的金属丝网表面析出并形成大量氧化铝,钾金属与其发生反应。在金属丝网表面生成一种K-O-Al物种,该物种在催化碳烟燃烧反应中具有很高的活性并且具有很高的稳定性。在循环评价试验中,该金属丝网可以将碳烟的起燃温度降低至350℃左右,在五次的循环试验后仍保持较高且稳定的催化活性。
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