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连续可再生捕集器是目前消除柴油车尾气中碳烟颗粒(soot)最为有效的技术,而此技术的关键在于开发高性能的催化燃烧催化剂。本文以HZSM-5分子筛为载体,负载Cu、Ce、Mn等金属氧化物,运用XRD、BET、TEM、SEM、NH3-TPD、H2-TPR、XPS、NO2-TPD、in situ DRIFTS等表征手段对催化剂进行表征,考察了不同条件下催化剂的催化活性,通过等温厌氧滴定计算了催化剂的TOF,运用TG/DTA测试计算了催化soot燃烧的表观活化能Ea。首先,通过铜氨溶液蒸发法制备了以分子筛HZSM-5为载体的含多种Cu物种催化剂,以及等体积浸渍法制备的对比样。考察了不同Cu物种在催化soot燃烧反应中所起的作用。在soot和催化剂松散接触的模式下,分子筛骨架中的孤立态Cu(II)具有很强的氧化NO为NO2的能力,为主要活性位。在soot和催化剂紧密接触模式下,分子筛外表面的CuO颗粒能够和soot颗粒直接接触,能够直接为soot氧化提供活性氧物种。与SiO2为载体负载CuO的催化剂对比,铜铵蒸发法制备的催化剂9.5Cu-Z表现了更优越的催化活性,一方面后者内部的孤立态Cu(II)具有很强的氧化NO为NO2的能力,另一方面,酸性载体HZSM-5分子筛,能够抑制NO2在催化剂上的吸附,从而促进其在soot上的吸附,为NO2-soot反应提供更多机会。利用in situ DRIFTS表征,探讨了NO2的储存和NO2-soot催化燃烧的路径。其次,采用等体积浸渍法制备了以HZSM-5为载体,制备了负载型Mn、Ce、Mn-Ce金属氧化物催化剂。研究发现,MnOx-CeO2之间的相互作用,使混合氧化物的氢气还原温度向低温区偏移,增强了MnOx-CeO2混合氧化物的氧化性能;同时增加了催化剂表面的化学吸附氧物种,这些活性氧物种有利于碳烟的氧化消除。最后,利用NaOH对HZSM-5分子筛的刻蚀,负载双组份混合金属氧化物Cu/Ce,制备出具有介孔结构的催化剂。相比于未经处理的分子筛负载的Cu/Ce催化剂,具有较大孔径结构的CuCe/DZ催化剂具有更高的催化soot燃烧活性,其T50从401°C降低到390°C。这是由于Cu/Ce之间存在相互作用,本身具有很强的氧化能力,另一方面,介孔结构能够使soot扩散到催化剂的内表面,从而增加了与催化剂活性组分的有效接触,同时也促进了传质作用