【摘 要】
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柴油机作为我们生活中不可或缺的一部分,其具有扭矩大、经济性能好等优点。但柴油机炭烟与颗粒（PM）排放比较严重,是空气中PM 2.5的主要成分之一,消除或减少柴油机尾气颗粒物是目前研究的关键。炭烟颗粒物催化燃烧反应是典型的固（炭烟颗粒物）-固（催化剂）-气（O2）多相催化反应,而炭烟颗粒与催化剂的接触是催化剂具有优异性能的关键。三维有序大孔（3DOM）材料由于其有序的孔道结构,可以提高催化剂与炭烟颗
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柴油机作为我们生活中不可或缺的一部分,其具有扭矩大、经济性能好等优点。但柴油机炭烟与颗粒（PM）排放比较严重,是空气中PM 2.5的主要成分之一,消除或减少柴油机尾气颗粒物是目前研究的关键。炭烟颗粒物催化燃烧反应是典型的固（炭烟颗粒物）-固（催化剂）-气（O2）多相催化反应,而炭烟颗粒与催化剂的接触是催化剂具有优异性能的关键。三维有序大孔（3DOM）材料由于其有序的孔道结构,可以提高催化剂与炭烟颗粒物之间的接触效率,进而有利于炭烟颗粒物在催化剂内部与活性位点接触反应。本论文选择了3DOM铈锆固溶体作为载体,担载碱金属K掺杂Co3O4以促进炭烟燃烧。Co3O4作为一种高活性高稳定性的活性位担载在催化剂表面,K物种的掺杂,使得Co3O4暴露出更多的Co3+活性位点,并且可以改善碱金属在表面易流失的缺点。在催化剂表面的钾物种可以为催化炭烟反应提供新的活性位,并且作为一种熔融盐,可以增强催化剂与炭烟颗粒物的接触并吸附更多的表面活性氧物种。通过XRD、BET、SEM、TEM、H2-TPR、Soot-TPR等表征手段对催化剂其物化性能进行了表征研究。其中,催化剂K0.5Co Ox/3DOM Ce0.8Zr0.2O2具有最好的催化氧化活,T10达到282℃,T50达到324℃。本论文还制备了三维有序大孔铈锆镨固溶体催化剂,并在筛选出活性最适宜的比例后,对其进行不同含量的K掺杂。在掺杂过程中,未发现催化剂表面存在大量的碱金属物种,随着K掺杂量的提升,催化剂催化氧化炭烟能力先上升后下降再次上升后活性保持不变,在掺杂量为0.3时达到最优,T50为350.8℃。
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