汽车尾气净化用金属载体涂层研究

汽车尾气净化用金属载体涂层研究

刘烜[1]2004年在《车用催化剂金属载体表面预处理的研究及其应用》文中认为车用金属载体催化剂在汽车尾气催化净化方面有着广泛的应用前景,是当前新兴的汽车尾气催化剂技术。但目前金属载体和催化剂活性涂层间的牢固负载是制约这一技术发展的瓶颈。本论文通过对FeCrAl合金金属载体的表面预处理方法进行研究,在FeCrAl合金表面获得了能与γ-Al2O3催化剂活性涂层良好结合的无机过渡膜。论文研究确定了叁种FeCrAl合金表面预处理方法工艺,并着重研究了适合昆明贵研催化剂有限公司现有条件的FeCrAl合金表面预处理工艺。研究确定了用于FeCrAl合金金属载体催化剂牢固负载的γ-Al2O3活性涂层配方和负载工艺。通过多种研究手段研究了能与FeCrAl合金牢固负载的γ-Al2O3涂层催化活性。通过本论文的研究,获得了能在FeCrAl合金金属载体上牢固负载且活性良好有实际应用价值的催化剂γ-Al2O3活性涂层。通过论文的研究,分别制备了应用于MDPF(Metallic Diesel ParticulateFilter)、柴油机金属蜂窝载体氧化催化剂、汽油车金属蜂窝载体叁效催化剂、摩托车尾气净化催化剂,并进行了初步的应用研究。研究证明本论文研究的以金属表面预处理为主体的涂层牢固负载技术,能够广泛应用于各种类型的机动车尾气催化净化剂中。

杨培霞[2]2002年在《汽车尾气净化用金属载体涂层研究》文中提出金属载体,因其相对于陶瓷载体的许多优良性能,是一种很有应用前景的汽车尾气净化器载体形式,但因氧化铝水洗涂层的容易脱落和高温热老化行为,阻碍了其大范围的应用。因此研究解决这两方面的问题,具有现实的应用意义。 本文在实验室条件下,以汽车尾气净化器用金属载体的氧化铝涂层为研究对象,对涂层与载体间的过渡层的选择以及氧化铝涂层的热稳定性能进行了研究。采用CuSO_4点滴实验,SEM,BET等研究方法,对过渡层磷化膜的耐腐蚀性和厚度与磷化膜种类和磷化时间的关系进行了考察,并考察了氧化铝涂层的表面结晶形貌,成分分布及氧化铝的比表面积等性质。 研究结果表明,由于磷化膜本身的耐高温性能差,不适宜于作为载体与涂层之间的过渡层使用;而经适当温度和时间处理,在载体表面形成的致密氧化膜可以用作过渡层。影响氧化膜致密程度的主要因素是氧化处理的温度。 La_2O_3,CeO_2,CaO,BaO和SiO_2等稳定剂的加入,可以有效地阻止氧化铝的高温热老化行为,而稳定效果视稳定剂的加入量和组合不同而不同。总体上说,BaO和SiO_2不论单独加入或同时加入,对氧化铝的稳定效果都较高。

鲍君峰, 罗虞霞, 张康[3]2016年在《机动车尾气净化用载体、催化剂、涂层及等离子新技术研究现状》文中提出随着我国经济的快速发展,社会机动车保有量逐年增加,机动车尾气污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成雾霾和光化学烟雾的主要原因,因此,机动车污染防治迫在眉睫。本文概述了机动车尾气催化净化机理,净化用载体、催化剂、涂层及等离子新技术研究进展,并展望了其未来发展趋势。

支浩, 汤慧萍, 马军, 王建忠, 敖庆波[4]2014年在《净化器载体在汽车尾气处理中的研究进展》文中提出随着我国经济的飞速发展,社会机动车保有量逐年增加,机动车污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成灰霾和光化学烟雾污染的重要原因,因此机动车污染防治的紧迫性日益凸显。汽车尾气净化器是控制汽车污染的重要手段,作为净化器重要组成部分的汽车尾气净化器用载体因此成为人们研究的热点之一。主要介绍了现阶段国内外在汽车尾气净化载体方面的研究现状及技术发展情况。

吴韶亮[5]2007年在《汽车尾气处理用铈锆基催化剂的研究》文中研究指明随着汽车尾气污染的日益严重,尾气净化成为时势所趋。本论文的主要目的就是合成具有大比表面积、较好热稳定性和储氧性能的铈锆固溶体,并以其为载体制备汽车尾气净化催化剂,为新型汽车尾气净化催化剂的开发奠定基础。分别采用固相反应法、共沉淀法和水热晶化法合成了铈锆固溶体,并考察了各因素对固溶体结构和性能的影响。结果表明,固相反应法铈锆固溶体表面缺陷多、稳定性差,焙烧后孔结构坍塌、比表面积较小、孔径分布较宽;而水热晶化法铈锆固溶体表面缺陷少、结构稳定性高、比表面积大、孔径分布单一;与表面缺陷相对应,固相反应铈锆固溶体具有较大的储氧量和较低的还原温度,而水热晶化铈锆固溶体具有相对较低的储氧量和较高的还原温度;共沉淀法固溶体介于两者之间。在对合成条件的优化过程中发现,Taguchi设计法是一种优化功能材料结构设计方案的有效方法,由此可以方便地获得材料设计过程中的主导因素和最佳的设计条件。通过向固溶体结构中引入过渡金属元素可以有效地改善其热稳定性,其中Pr是最佳的结构稳定剂。采用浸渍法制得铈锆固溶体负载的Pd基尾气净化催化剂,发现以共沉淀法合成的固溶体为载体制得的催化剂有着较低的起燃温度,而水热晶化法的有着最高的转化率,固相反应法的反应性能最差。对于CO转化,催化剂的起燃温度随着Pd负载量的增大而升高,而对于CH4却呈现出相反的规律。关联固溶体结构和性能之间的关系,发现具有较大比表面积、均一孔径分布的固溶体显示了较高的催化反应性能。

夏建国, 王少洪, 侯朝霞, 王美涵, 胡小丹[6]2012年在《多孔陶瓷在汽车尾气处理中的研究进展》文中研究表明多孔陶瓷因其独特结构和优异性能在汽车尾气净化领域得到广泛应用。综述了汽车尾气催化净化器载体的研究进展,着重介绍近年来为提高净化效率而新开发的多孔陶瓷载体材料,并初步展望今后的研究发展趋势。

赵秋伶, 徐小健, 蔡秀琴[7]2009年在《汽车尾气净化催化剂及载体的研究进展》文中研究指明汽车尾气是大气污染的主要来源之一,汽车尾气净化器催化是控制汽车污染的重要手段。因此本文综述了汽车尾气净化催化剂及其载体的研究进展,包括催化剂及其载体的分类及研究进展。并对金属型催化剂及稀土复合型催化剂进行了优缺点的比较,提出了汽车尾气净化催化剂的研究发展方向。

杨莉[8]2002年在《摩托车排气催化净化技术研究》文中认为近年来,随着我国汽车工业的迅速发展,机动车保有量迅速增加,我国的许多大城市也已由煤烟型污染向混合型(煤烟—尾气型)污染转化,机动车排放已成为我国大城市大气污染的一个主要来源。因此,控制汽车排放,治理城市大气污染已成为我国大城市刻不容缓的重要任务。 控制汽车排放污染的方法和手段有多种,如使用电动汽车、采用代用燃料、燃油添加剂、安装附加装置、改善发动机、机内净化或机外净化等,其中采用催化剂技术进行汽车排气后处理是目前减少汽车排放污染的主要措施。目前,汽车排放控制采用的负载型催化剂的载体大多是由以堇青石为主要成分的蜂窝状陶瓷为第一载体和以γ-Al_2O_3为基质的第二载体即涂层所组成;涂层为活性组分提供了大的表面积,从而能够大大地提高催化剂的性能;而催化剂的稳定性在很大程度上由载体涂层的稳定性所决定;制备催化剂的关键之一就是将涂层均匀地固定在载体的内表面,因此,载体涂层在整个催化剂的研究中占有重要的地位,是机动车尾气催化净化课题研究内容中相当重要的一部分,也是本论文主要研究对象。 本论文研究的催化转化器是以堇青石蜂窝陶瓷为第一载体、γ-Al_2O_3为第二载体、稀土钙钛矿型复合氧化物为催化剂,并且主要探讨了影响涂层负载及催化剂负载的各种因素,以期得到涂层负载及催化剂负载的最佳值,以及得到该值时需要满足的条件。 综合试验结果,得到结论如下:(1)胶液的触变性及固含量对涂层负载量均有影响,因此,凡是影响胶液触变性的因素就可影响涂层负载量,而胶液固含量则是影响蜂窝陶瓷涂层负载量的最大因素。固含量在一定条件下,一定范围内变化时,胶液具有触变性,且固含量越高,胶液的触变性越明显;(2)负载涂层及催化剂所需的焙烧温度对涂层的相结构及稳定性有一定的影响;(3)涂层的负载量是影响催化剂负载量的主要因素。涂层的涂覆采用溶胶-凝胶法;(4)催化剂的负载采取多组分共浸渍的方法,催化剂在涂层上是以微晶的钙钛矿形式存在,其分子式为(La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3;(5)摩托车排气净化效果测试显示:该催化器对尾气中的HC和NO_x有明显的催化效果,对尾气中HC化合物和NO_x的催化转化效率分别达43.5%和56.1%,净化后的尾气排放符合国家排放标准,其起燃温度T_(50)为250~350℃。

李霄宇[9]2008年在《低浓度甲烷催化燃烧整体式催化剂的研究》文中指出对于通量大、浓度低的低浓度甲烷,催化燃烧是最好的利用方法之一,而催化剂的开发是甲烷催化燃烧的研究热点和关键技术。本文针对低浓度甲烷的催化燃烧,研究以贵金属为活性组分,Ce、Zr为助剂,堇青石和叁氧化二铝分别为第一、第二载体的整体式催化剂,考察了催化剂不同制备条件对甲烷催化燃烧性能的影响,并用BET、XRD、TPR和SEM等手段对不同催化剂样品进行了分析,同时对Pd负载催化剂的反应机理和失活机理进行了初步探索。首先考察了预处理堇青石载体对于甲烷催化燃烧活性的影响,结果表明酸处理可以提高堇青石载体的比表面积、比孔容积,增加中、微孔数量,提高涂层的负载量,对甲烷催化燃烧性能的提高有一定效果。其次考察了Pd负载量、过渡胶负载量以及稀土助剂含量对催化剂甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明Pd负载量占催化剂质量的0.5%为宜;过渡胶涂层负载量占催化剂质量的10%左右为宜;而CeO_2、ZrO_2以及Ce_xZr_(1-x)O_2的含量均为占涂层质量的5%为最佳。实验结果还表明加入助剂可以改善催化剂中PdO的分散状态和氧化还原性能,从而提高催化剂的活性。加入不同助剂的催化剂活性不尽相同,加入5%的CeO_2催化活性最高,在Ce_xZr_(1-x)O_2(x=0~1)中随着x值的不断降低,催化活性不断下降,加入5%ZrO_2的催化活性最差。继而考察了焙烧温度和还原剂对催化剂甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明当焙烧温度高于500℃时,催化剂活性明显降低。另外用水合肼对催化剂进行还原可以提高催化剂的甲烷催化燃烧性能。最后考察了贵金属Pt对催化剂甲烷催化燃烧性能的影响,研究了Pt-Pd双贵金属催化剂的制备工艺,测定了单Pd、单Pt以及Pt-Pd双贵金属催化剂的催化活性。结果表明Pt、Pd共浸比分步浸渍所制备的双贵金属催化剂活性更高,Pt-Pd双贵金属催化剂的活性高于单Pd和单Pt催化剂。

华伦[10]2010年在《汽车催化转化器的数值模拟与结构优化》文中进行了进一步梳理本论文通过对催化转化器的数值模拟,为其性能优化提供理论支持。并通过结构优化设计,开发性能良好的柴油车四效催化转化器。首先,应用计算流体力学软件对汽车催化转化器的起燃特性进行了数值模拟,并在此基础上研究了载体壁厚、载体类型、进气口温度对催化转化器性能的影响。发现载体壁越薄,催化转化器的起燃特性越好。相对陶瓷载体,金属载体内的气流温度分布较均匀。进气口温度呈线性上升时,催化转化器的起燃特性较好,进气口温度在上升过程和稳定状态下有浮动时,催化转化器的起燃特性会变差。其次,设计出应用整装叁段式金属载体的柴油车四效催化转化器结构,并进行了载体预处理、涂覆玻璃涂层,并担载催化剂。通过计算机模拟提出优化方案,并将六层喇叭口状气流分散装置安装在催化转化器的引流区内。对结构优化的柴油车四效催化转化器进行台架试验,通过测试发现对微粒(PM)、HC、CO、NOx的去除均达欧IV标准,且背压较小。研发的柴油车尾气净化器性能良好。

参考文献:

[1]. 车用催化剂金属载体表面预处理的研究及其应用[D]. 刘烜. 昆明理工大学. 2004

[2]. 汽车尾气净化用金属载体涂层研究[D]. 杨培霞. 西安建筑科技大学. 2002

[3]. 机动车尾气净化用载体、催化剂、涂层及等离子新技术研究现状[J]. 鲍君峰, 罗虞霞, 张康. 热喷涂技术. 2016

[4]. 净化器载体在汽车尾气处理中的研究进展[J]. 支浩, 汤慧萍, 马军, 王建忠, 敖庆波. 材料导报. 2014

[5]. 汽车尾气处理用铈锆基催化剂的研究[D]. 吴韶亮. 中国石油大学. 2007

[6]. 多孔陶瓷在汽车尾气处理中的研究进展[J]. 夏建国, 王少洪, 侯朝霞, 王美涵, 胡小丹. 兵器材料科学与工程. 2012

[7]. 汽车尾气净化催化剂及载体的研究进展[J]. 赵秋伶, 徐小健, 蔡秀琴. 广州化工. 2009

[8]. 摩托车排气催化净化技术研究[D]. 杨莉. 武汉理工大学. 2002

[9]. 低浓度甲烷催化燃烧整体式催化剂的研究[D]. 李霄宇. 北京化工大学. 2008

[10]. 汽车催化转化器的数值模拟与结构优化[D]. 华伦. 吉林大学. 2010

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