随着汽车工业的蓬勃发展,在给人们带来便利的同时,也导致环境的恶化和能源的危机。相比于汽油车而言,柴油车由于其经济性高、功率大、动力足、CO2排放量低等优点,而越来越受到人们的关注。但其尾气中的碳烟颗粒物严重污染环境,损害人们的健康,尤其是大城市的雾霾天,与柴油车尾气中碳烟颗粒物的排放密切相关,因此,必须对尾气中的碳烟颗粒物处理后再排放。当前,最为有效的碳烟颗粒物消除后处理技术是将颗粒捕集技术与催化燃烧技术相结合。在文献中所报道的众多的碳烟燃烧催化剂中,Ag基催化剂因其有很高的催化活性而得到人们重视,但Ag基催化剂热稳定性差,在高温条件下容易烧结失活。本学位论文尝试对负载型Ag基催化剂进行改性,以制备具有高活性和高稳定性的碳烟颗粒氧化Ag基催化剂。首先,使用共浸渍法制备了 SBA-15负载Ag和Cu单金属催化剂以及一系列具有不同Cu/Ag原子比的Ag-Cu双金属催化剂,考察了它们对碳烟颗粒催化氧化的活性。结果表明,在Ag基催化剂中引入少量的Cu可以有效提高催化剂在碳烟颗粒物氧化反应中的活性。其中5Ag1-Cuo.1/SBA-15展示出最好的催化活性,其起燃温度、最大燃烧温度和最终燃烧温度分别为225 ℃,285 ℃和410 ℃。通过 TG/DTA、BET、XRD、TEM、H2-TPR、UV-Vis 和 XPS 等表征手段探究催化剂结构和物理化学性质,并与其催化碳烟颗粒氧化反应活性相关联。结果表明,少量Cu的引入,使得Ag-Cu之间产生强相互作用,既降低了催化剂的氧化还原温度,又提高了催化剂的热稳定性。通过计算活化能,表明少量Cu的引入可降低反应活化能,进而显著提高了碳烟颗粒物氧化催化活性。随后,考虑到MgAl2O4具有机械强度优异、抗化学腐蚀性强、水热稳定性好等优点,非常适用于复杂环境下的碳烟颗粒物氧化消除。为获得更好的催化性能,采用水热合成法,制得Ce修饰的MgAl2O4载体Ce-MgAl2O4。之后用浸渍法制备不同Ag负载量的Ag/Ce-MgAl2O4催化剂,以考察碳烟颗粒物催化氧化性能。结果表明,该催化剂对碳烟颗粒物催化氧化活性与Ag负载量密切相关,其中10Ag/Ce-MgAl2O4表现出最优异的催化性能,起燃温度、最大燃烧温度和最终燃烧温度分别为229 ℃,358 ℃和396 ℃,催化剂在数次重复使用时未观察到明显失活。运用XPS,EPR,Raman和FTIR等谱学的表征研究表明,催化剂表面存在活性氧化-还原对Ag2+/Ag+,Ag2+/Ag0和Ag+/Ag0,这些表面活性氧化-还原反应显著的提高了碳烟颗粒物的氧化速率。而且,因为金属Ag具有强的供电子能力,可吸附并活化分子O2,而Ce与Ag之间的强相互作用,增加了活性氧物种的数量,进一步促进了催化剂表面超氧(O2-)和过氧(O22-)物种的生成,这些表面活性氧物种溢流到碳烟颗粒物表面,加快其催化氧化速率。