柴油车尾气净化催化剂制备、表征及性能测试实验报告(DOC)

柴油车尾气微粒消除的新型催化剂研究摘要：柴油机尾气排放控制研究是目前内燃机研究领域内的一个重要课题。

通过对当前我国柴油车尾气微粒消除研究现状分析，提出了柴油机尾气微粒消除新型催化剂的制备和实验方法研究。

关键词：柴油机车尾气处理催化剂为了满足日益苛刻的汽油车和柴油车的尾气排放标准，世界各国加大了处理汽车尾气的研究力度，其中后处理技术在近些年得到了飞速的发展。

在众多的尾气处理中，公认尾气过滤技术是比较实用且成熟的尾气处理技术，其主要技术难点在过滤体的再生和在富氧条件下NO某的消除上。

1.柴油车尾气微粒消除研究现状分析国内对催化剂的研究能真正达到实用要求的仍是贵金属催化剂，活性成分主要是贵金属Pt和Rh，含量在1.5g/L以上。

非贵金属催化剂和低含量贵金属催化剂质量尚未完全过关，因此，迫切需要加强这方面的研究。

在柴油机尾气中，炭烟颗粒（PM）和NO某是主要控制对象，并且与汽油机相比，柴油机具有硫化物含量高、氧气浓度通常偏高、排气温度在高温区域和存在粒子状物质等特点，所以，现在通常使用的适合于净化汽车尾气的催化剂并不能满足我们的要求。

采用壁流式蜂窝陶瓷作为催化剂的载体，用复合金属氧化物作为催化剂的活性组分，更适合我国使用的柴油车尾气净化催化剂。

与汽油机相比，柴油机尾气中的炭烟颗粒的含量比较高。

这种炭烟颗粒粘性很大，当它附着在催化剂的表面的时候不容易脱落。

当一定量的炭烟颗粒沉积到催化剂表面的时候，很容易覆盖住催化剂的活性位，使催化剂失活。

所以，炭烟颗粒的氧化是净化柴油机尾气的最重要的任务。

2.柴油机尾气微粒消除实验研究2.1.催化剂的制备试验所用的过滤体为美国Corning公司生产的壁流式蜂窝陶瓷，成分为堇青石。

以堇青石为主要成分的壁流式蜂窝陶瓷为载体，取一定质量的Ce（NO3）3配成指定浓度的盐溶液。

将空白的过滤体浸入该溶液8小时，然后在空气中阴干5小时，接着放入烘箱中在150℃的温度下干燥0.5小时，最后在400℃的温度下焙烧1.5小时。

第1篇一、实验目的1. 了解汽车尾气中主要污染物的成分及其危害。

2. 掌握汽车尾气处理的常用方法和原理。

3. 通过实验验证不同处理方法对尾气中污染物的去除效果。

二、实验原理汽车尾气是汽车排放的主要污染物之一，其中主要包括一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）和颗粒物（PM）等。

这些污染物对环境和人体健康具有严重危害。

因此，对汽车尾气进行处理具有重要意义。

本实验采用催化转化技术、吸附技术和生物处理技术等方法对汽车尾气进行处理。

其中，催化转化技术是利用催化剂将有害气体转化为无害气体；吸附技术是利用吸附剂将有害气体吸附在表面；生物处理技术是利用微生物将有害气体转化为无害物质。

三、实验材料与设备1. 实验材料：- 汽车尾气模拟气体- 氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物检测仪- 催化剂、吸附剂、生物处理剂2. 实验设备：- 气相色谱仪- 气相色谱柱- 氮气、氢气、空气等气体发生器- 实验装置（包括催化转化器、吸附装置、生物处理装置等）四、实验步骤1. 检测汽车尾气中主要污染物的初始浓度。

2. 分别采用催化转化技术、吸附技术和生物处理技术对汽车尾气进行处理。

3. 每种处理方法后，检测尾气中污染物的浓度，并与初始浓度进行比较。

4. 分析不同处理方法对尾气中污染物的去除效果。

五、实验结果与分析1. 催化转化技术：- 实验结果显示，催化转化技术对CO、NOx和HC的去除效果较好，去除率分别为95%、90%和85%。

- 实验过程中，催化剂的活性对去除效果有显著影响。

2. 吸附技术：- 实验结果显示，吸附技术对PM的去除效果较好，去除率可达90%。

- 实验过程中，吸附剂的吸附容量和吸附速率对去除效果有显著影响。

3. 生物处理技术：- 实验结果显示，生物处理技术对CO和HC的去除效果较好，去除率分别为80%和70%。

- 实验过程中，生物处理剂的种类和浓度对去除效果有显著影响。

六、结论1. 催化转化技术、吸附技术和生物处理技术均可有效去除汽车尾气中的污染物。

柴油车排气净化用催化剂1 柴油车排放特性1.1 柴油内燃机排放特性与点燃式汽油内燃机的均相燃烧过程不同，压燃式柴油机缸内的燃烧过程为扩散燃烧过程，是一种界面燃烧，燃烧过程极不均匀，燃烧排放物组成也较汽油内燃机要复杂得多。

柴油内燃机排放污染物中除气相的氮气、氧气、NO x 、CO 、未燃烧及未完全燃烧的各种HC 等，还有液相的可溶性有机物SOF 以及固相的干碳烟C 和硫酸盐等固体颗粒物。

干碳烟C 以及附着在其上的SOF 和硫酸盐等，统称为柴油机排放微粒物PM 。

柴油内燃机排放污染物中的微粒物PM 和可溶性有机物的组成见表1和表2。

表2 SOF 的组成类别主要组成成分 有机酸有机碱烷烃芳香烃氧化类不稳定类不可溶类 芳香族或脂肪族化合物，酸官能团，苯酚和羧酸 芳香族或脂肪族化合物，碱官能团，胺 直、支链脂肪烃，多种贞分民构物，未燃烧的燃油、润滑油 未燃的油、部分燃烧和重新组合的燃烧产物、润滑油，单环化合物，多核芳香族化合物 中性的有机链官能团，乙醛，甲酮或乙醇，芳烃苯酚和苯醌 脂肪族和芳香族化合物，羧基官能团，甲酮、乙醛、脂乙醚等 脂肪族和芳香族化合物，羟基和羧基，高分子有机物，无机化合物，过滤器的玻璃纤维 表2所列的各种可溶性有机物SOF （或可挥发性有机物VOC ）的组成和含量随柴油发动机的转速、负荷等状态的改变而变化较大。

即使是同一发动机，安装在同样的车上，在相同的工况下，排放的SOF 中各种有机物的含量也不一定相同。

在进行柴油车氧化催化剂开发时，要充分考虑到这一点，以确保催化剂在各种工况条件下都能对所排放的SOF 中主要HC 物种进行有效催化净化。

柴油发动机是在稀燃条件下运行的，空燃比一般控制在17以上。

因此，柴油机的燃烧效率高于汽油机，而CO 、HC 和CO 2的排放量相对汽油机要低得多，如图1所示。

由于柴油发动机缸内燃烧温度要低得多，因此与汽油机相比，柴油机NO x 排量也相对较小，在大负荷时接近于汽油机的水平，而中小负荷时明显低于汽油机。

柴油车辆尾气湿式净化实验研究作者：初晓亮等来源：《中国商人》 2009年第10期中国矿业大学机电工程学院初晓亮李宝林陈琳摘要针对柴油运输车辆存在的排放问题，尤其是尾气中氮氧化合物( NOx)和颗粒物(PM)的危害越来越受到人们的关注，介绍了一种用水溶液作吸收剂的缠绕型不锈钢丝颗粒捕集装置，分析了对柴油机尾气中颗粒物的过滤机理，通过实验验证了其对于颗粒物良好的捕集效率。

关键词柴油机尾气排放颗粒捕集器柴油机因其高压缩比而具有良好的燃油效率，以较低的燃油消耗率产生较大的功率。

因此，柴油机作为一种经济、节能、高效的动力系统，在大功率载重运输车辆和大型客车上得到了广泛应用。

与汽油发动机相比，柴油机的HC、CO、C02排放量低，是环境友好型发动机，在石油资源日益紧张的今天，得到了越来越广泛的应用。

另一方面，由于柴油机本身的燃烧特点，以及柴油运输车恶劣的工作环境，造成燃烧不充分，使得NOx和PM的排放量远高于汽油机，这也成为制约柴油车辆发展的重要因素。

我国也于2007年开始实施相当于欧Ⅲ的排放法规，因此，研究如何降低柴油机NOx和PM的排放，有利于我国建立能源节约型社会，实现可持续发展。

1降低PM的后处理技术降低柴油车辆PM排放的后处理技术有氧化催化转化技术( DOC)和颗粒物捕榘技术(DPF)两种。

氧化催化转化蠡是利用贵金属铂和钯的催化作用，通过氧化反应，降低尾气中的可溶性有机物。

由于我国柴油中普遍含硫量过高，导致尾气中的部分S02在高温下被氧化成硫酸盐，使PM币的硫酸盐比例增大，可能导致PM排放量增大。

同时，由于贵金属铂和钯的成本过高，导致转化器制造成本较高，限制了其发展应用。

目前，国内外主流的颗粒捕集器过滤材料主要有壁流式蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、金属丝网和纤维材料四种，其中以壁流式蜂窝陶瓷的应用最为广泛。

壁流式陶瓷的优点是过滤效率较高，耐高温，机械强度高，但制造工艺复杂，质量要求较高。

受目前国内企业在生产高质量壁流式陶瓷体技术方面的限制，该种颗粒捕集器成本较高，且尚处于实验研究阶段。

广州大学化学化工学院本科学生综合性、设计性实验报告实验课程化学工程与工艺专业实验实验项目化学工程与工艺专业实验专业精细化工班级08精工学号0813020060姓名赖家雄指导教师及职称梁红教授开课学期2011至2012学年第一学期时间2011年月20日柴油车尾气净化催化剂制备、表征及性能测试化学化工学院08 精工0813020060 赖家雄摘要：本实验通过小组设计方案，制备柴油车尾气净化催化剂及其表征和性能进行测试。

目的是掌握柴油车尾气处理净化催化剂的制备方法，并了解催化剂的制备过程中影响催化剂性能的各种因素；了解催化剂活性测试方法和仪器的构成和使用方法；学会用X-射线衍射仪（XRD测定催化剂的晶相结构。

学会用FT-IR 测定催化剂的结构。

预习实验报告了解了柴油车尾气的危害，同时了解沉淀法制备催化剂的主要方法，以氧化铝为载体进行制备。

关键词: 柴油车尾气; 危害；催化剂制备方法; 温度：数据处理柴油车排放的污染物主要是颗粒物（PM和氮氧化物（NOX,还有少量的一氧化碳（CO、碳氢化合物（HC、挥发性烃类有机化合物（VOC。

柴油车排放的污染物和汽油车相比较，汽油车排气中的CO HC和VOC比较多，柴油车排气中的PM比较多，近年来因机动车所造成的污染日趋严重,对机动车尾气进行治理具有重要意义。

综合目前柴油车尾气的处理方法，采用催化燃烧的方法除去颗粒物是目前实现柴油车颗粒物排放控制最为有效和简单的方法，其中催化剂的选择是最为关键的因素。

实验内容一、实验目的本实验拟以金属氧化物为活性组分，三氧化二铝（AI2Q ）为载体制备柴油车尾气净化催化剂，并了解催化剂制备过程中各种因素对催化剂活性的影响，拟达到如下目的：1．初步了解和掌握催化剂产品开发的研究思路和实验研究方法；2．学会独立进行实验方案的设计，组织与实施；3．了解和掌握催化剂的各种制备方法，催化剂活性评价方法及数据处理的方法；4•了解催化剂比表面积（BET，X射线粉末衍射（XRD、程序升温还原（TPR等的测定方法，了解表征结果与催化剂性能之间的关系。

国家标准《柴油机排气净化氧化催化剂》(送审稿)编制说明一．工作简况1、任务背景：柴油机热效率高、功率覆盖面广，在目前能源日益紧张的形势下车用发动机的柴油化已经成为重要的发展方向。

在欧美，100%的重型车和90%的轻型车都是柴油车，欧洲柴油轿车已占轿车年产量的40%。

据统计，我国汽车保有量已超过8500万辆，其中，柴油车3000多万辆，消耗了60%的车用燃油。

2009年，我国重型和中型商用卡车年销量达到68.3万辆，大、中型客车年销量达到12.91万辆，已全部柴油化。

柴油机排气中含有CO、HC、NOx和颗粒物等多种污染物，随着柴油机产销量的不断增长，柴油机尾气排气对大气环境的污染也越来越严重，其污染物排放已占到汽车排放的50%以上，柴油机尾气污染防治工作迫在眉睫。

作为世界上重型商用车保有量和产量最大的国家，我国已发布一系列国家标准（GB 18352.3－2005、GB17691－2005、GB28090－2005等）对柴油机污染物排放进行控制。

2010年12月28日，国家环保部发布的《关于机动车国IV 排放标准限值实施日期的通报》中明确规定，重型车从2012年1月1日起，轻型车从2013年7月1日起全面实施国IV排放标准。

继汽油车排气后处理催化剂市场成熟之后，未来3～5年内柴油车排放后处理用催化剂将成为国内外催化剂企业新的市场争夺点和新的效益增长点。

随着排放法规的不断升级，仅依靠发动机机内燃烧净化技术已无法满足要求，排气后处理系统已成为柴油发动机满足国IV以上严格排放法规的必备系统。

受污染物种类和排放特点限制，柴油车排放后处理技术较汽油机要复杂、困难得多，包括氧化型催化剂（DOC）技术、颗粒过滤器（DPF）技术、选择性催化还原（SCR）技术以及组合型产品技术等。

其中氧化催化技术由于结构相对简单、技术成熟度高，从国III阶段便得到应用，是国内目前唯一产品化、应用最为广泛的柴油机后处理技术；EGR和SCR是目前国际公认的满足国IV以上排放法规的主流技术路线，无论选用哪种技术路线，氧化催化剂产品均为必需件。