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氮氧化物存储-还原技术是稀燃发动机NOx后处理的有效措施之一,开发高效的NSR系统是本研究的主要目标。为了获取富含氢气的重整气以及得到以重整气为还原剂的高效NSR系统,本研究分别对甲烷重整系统以及以重整气为还原剂的NSR系统性能进行了试验研究,并初步研究了涂覆工艺对整体式催化剂NSR性能的影响。试验中搭建了甲烷水蒸气重整模拟试验台、甲烷部分氧化重整模拟试验台以及NSR催化剂性能测试模拟试验台。在甲烷重整性能的研究中,利用等体积浸渍法分别制备了Ni/γ-Al2O3和Pt/Ni/γ-Al2O3等两种镍基颗粒状催化剂,通过BET和XRD等表征方法研究对比了催化剂的表面物理化学特性,采用控制变量法分别研究了反应温度、空速、水碳比、反应进气成分以及以CO2、还原性HC为代表的发动机排气成分对甲烷重整性能的影响。研究结果表明:试验中制备的催化剂具有良好的表面结构,稳定性和催化活性良好;提高反应温度有助于CH4转化;反应中各催化剂均表现出良好的空速特性;进气O2浓度会影响反应温度从而影响CH4转化;水碳比可用于调整反应生成重整气中的H2和CO比例;CO2和还原性HC对反应活性均有一定抑制作用。甲烷部分氧化重整中H2O/CH4=4.2,反应温度为660℃,甲烷转化率达67.7%,H2/CO高达6.03。以重整气为还原剂的NSR性能研究中,利用改进的溶胶-凝胶燃烧法与等体积浸渍法结合制备了Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂,以重整气的主要成分H2为NSR还原剂,采用NOx存储-还原循环试验的研究方法,对反应温度、空速、还原时间和还原剂浓度等反应条件,以及以CO2、HC和O2等为代表的发动机排气成分对催化剂NSR性能的影响进行了研究。试验结果表明:实验室制备的钙钛矿NSR催化剂表面特性良好,具有较高的催化活性;在研究参数范围内,NSR性能最佳的反应温度区间为375℃-425℃;在375℃反应温度下,不同还原剂浓度下存在NOx转化率最高的最佳还原时间,还原剂浓度增加,最佳还原时间逐渐减小;还原剂浓度增加会加速NOx脱附,还原剂浓度过高,会造成部分NOx溢出过快,还原时间不足引起转化率降低;在75000h-1的大空速下,NOx转化率仍可以保持在86.9%,空速特性良好;CO2和还原性HC在一定程度上抑制NOx存储,影响催化活性,但催化剂容易再生;O2浓度小于4%时,O2浓度增加会促进NOx转化;NO浓度增大,受催化剂NOx存储能力限制,NOx转化率有一定降低。在对NSR涂覆工艺的研究中,用溶胶-凝胶燃烧法涂覆制备的整体式催化剂表面活性成分分布均匀,与氧化铝涂层结合紧密,催化剂表面孔结构丰富,同时NOx存储-还原活性较高,在反应温度为375℃时NOx转化率可达77%。本研究为NSR系统联合燃料重整的高效NOx后处理技术开发奠定了基础。