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本论文采用溶胶-凝胶法、浸渍法和涂抹法制备了碳烟氧化催化剂。首先用溶胶-凝胶法制备了单组分稀土元素催化剂,再次用浸渍法和涂抹法制备了稀土元素掺杂其他元素的催化剂,并采用自制的程序升温反应装置(TPR)测试了催化剂对汽车尾气碳烟的催化活性及部分催化剂的抗硫性能。选择空气作为催化氧化反应气氛。用XRD、SEM、TEM、TG - DTG等来表征催化剂的物化性能。实验结果表明:用溶胶-凝胶法将催化剂前驱体制备成纤维状能改善催化剂的催化活性。单组分Ce、Sm的氧化物催化剂能使碳烟的起燃温度分别降至447℃和459℃,而且经700℃、800℃、900℃不同温度煅烧后的催化剂活性曲线在248℃~ 372℃都有明显的完整起伏峰。经验证得知,第二次测试曲线中该峰并没有消失,只有少许后移。说明不是吸附的CO2的解吸附过程,而是由催化剂的催化作用引起。用浸渍法制备的Ce/K、Sm/K、Nd/K、Pr/K、La/K (K来自硝酸钾)系列催化剂都表现出较好的催化活性,尤其是Ce/K系催化剂中的Ce: K = 2: 1,该催化剂使碳烟的起燃温度降至260℃左右,峰值氧化温度大约在355℃。用浸渍法制备的催化剂有很强的CO2吸附能力。催化活性从强到弱依次为:Ce/K>Pr/K> Sm/K>Nd/K>La/K。在此系催化剂的基础上添加Cr、Zn后,催化剂活性并没有改善,但抗CO2吸附能力增强。还用此法制备了掺杂硫酸钾的催化剂,600℃煅烧的催化活性由强到弱为:La/K>Sm/K>Ce/K>Nd/K>Pr/K,其中La/K使碳烟起燃温度降低在357℃,峰值氧化温度在458℃,故抗硫性较好。800℃煅烧的催化剂的活性明显降低。用涂抹法制备了钒系、三氧化钼/碳酸钾/硝酸镧(硝酸钐)及含铅元素催化剂并研究了它们的催化及抗硫性能。V2O5/K2SO4、V2O5/Li2SO4碳烟起燃温度都大约在394℃,峰值氧化温度在480℃左右,抗硫性能良好。三氧化钼/碳酸钾/硝酸镧(硝酸钐)未硫化前,有良好的催化活性,硫化后活性明显降低。Pb/K催化剂具有很好的催化活性,具体表现在起燃温度从Pb: K=5: 1时的331℃降低到Pb: K=1: 5时的308℃。碳烟峰值氧化温度由407℃降至384℃。在450℃前,几乎将碳烟完全氧化。所以该系列催化剂具有好的催化活性及抗铅中毒性。Ce/Pb/K催化剂,测试结果表明掺杂硝酸铈后,催化剂的活性并没有改善。但其变化还是有一定的规律可寻。即:随着硝酸钾的增加,起燃温度降低,峰值氧化温度几乎不变。