非道路用柴油机尾气处理催化剂研发方案

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11 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（Al2O3）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。

(2023)柴油机尾气净化催化剂生产建设项目可行性研究报告(一)(2023)柴油机尾气净化催化剂生产建设项目可行性研究报告项目概述该项目旨在建立一套柴油机尾气净化催化剂生产线，以满足市场对环保设备的需求。

该生产线将采用先进的生产工艺和设备，具有较高的生产能力和稳定的产品质量，可在市场上具有较强的竞争力。

市场分析随着环保意识的提高，尾气净化设备越来越受到人们的重视。

而柴油机尾气净化催化剂是其中一个重要的领域，其市场前景广阔。

尤其是在工业、交通等领域，柴油机尾气净化催化剂的需求量非常大。

技术实现该项目将采用最先进的生产工艺和设备进行催化剂制造。

其中生产线将采用自动化控制，可以实现生产流程的自动控制和数据采集，从而保证了生产的精度和稳定性。

同时，在生产过程中采用先进的催化剂制造工艺，保证了产品的质量和性能。

经济效益该项目的投资收益周期预计为5年左右。

在投产之后，每年可实现数百万元的销售收入，同时可为当地就业创造大量的岗位，带动当地经济的发展。

社会效益该项目的建设将有利于改善环境质量，提高空气质量，减少污染物排放，从而对环境和公众健康产生积极的影响。

风险分析该项目的建设存在一定的风险，主要包括市场风险、技术风险、政策风险等。

需要通过制定风险管理计划，及时发现和处理风险，以保证项目的正常实施和经济效益的实现。

总结综上所述，(2023)柴油机尾气净化催化剂生产建设项目具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

在建设过程中需要重视风险管理，以保证项目的可行性和达到预期的经济效益。

建议与展望为了更好地推进该项目的建设，建议相关部门和企业在以下方面加强工作：1.加强市场调研，把握市场需求和变化，优化产品结构和营销策略。

2.建立完善的技术保障体系，加强技术研发和知识产权保护，提升产品质量和竞争力。

3.密切关注环境保护政策和标准，积极参与环保产业的发展，推动企业可持续发展。

展望未来，随着环保政策的不断加强和对环保设备的需求不断增长，柴油机尾气净化催化剂行业将会迎来更广阔的发展前景。

内燃机与配件0引言如今非道路移动机械已经广泛地应用到了工业、建筑业以及农业等各个行业之中，对于各个行业都起到了非常重要的作用。

例如当前应用于建筑业中的推土机、压路机或者铺摊机等，应用在农业上的拖拉机以及收割机等。

通过这些大型设备的应用能够从很大程度上解放了传统的人力成本，并且同时提升了作业的效率以及作业的质量。

1非道路移动机械的排放及使用现状1.1使用范围大且数量多我国的非道路移动机械覆盖的行业非常广泛，并且因为非道路移动机械的成本较高，因此同时还具备了流动作业以及跨区域作业的特点。

目前同时还存在一个特点就是大部分的企业或者人员在采购对应的非道路移动机械时并不会去对应的部门进行登记，再加上目前我国针对于这方面的法律制度并没有明确的规定，机械使用人员就可以将机械的使用以及购买权纳入自身，从而导致了这类设备的使用以及购买就成为了个人行为，缺少了一定的约束性[1]。

1.2缺乏相关规章制度前文提到了目前我国对于非道路移动设备缺乏了对应的规章制度，从而导致了很多使用行为存在问题和缺陷，目前我国针对这方面的规章制度仅有《非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物限值与测量方法》以及部分地方单位的准则，这类内容无法从根本上对尾气排放问题进行管理和制约，导致了在实际的使用过程中无法对使用者进行约束[2]。

目前针对于相关的处罚方式也缺乏对应的规章制度进行管理，导致了相关管理与执法人员在对非道路移动机械进行检查的时候也只能通过尾气的检测与评定来进行，然后通过告知的方式告诉使用者。

对尾气排放不合格的非道路移动机械设备也没法进行处罚或者修整，导致了使用者会更加肆意妄为的使用此类设备，无法从根源上对其进行整治。

1.3排放污染问题严重非道路移动机械设备相比较于其他应用于正常出行的交通设备来说会具备危害性更高的尾气，此类设备在实际工作的过程中往往会产生颗粒物含量非常高的尾气，其他用于正常交通出行的机动车相比较来说排放的尾气中的颗粒物含量会小很多。

预习报告柴油车尾气净化催化剂制备、表征及性能测试学院：化学化工学院专业：精细化工班级：08级姓名：赖家雄学号：0813020060指导教师：梁红老师1.机动车尾气对环境的危害1.1机动车尾气有害物质一氧化碳(CO) ；碳氢化合物(HC) ；氮氧化合物(NOx) ；微粒(PM）碳黑颗粒因为尾气中O2含量较高，而PM的排放量约为汽油机的几十倍。

因此,降低NOx和PM排放是柴油机车尾气催化净化的主要课题。

1.2 直接危害直接危害：科学分析表明，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物及硫氧化合物等。

固体悬浮颗粒：固体悬浮颗粒随呼吸进人人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。

当悬浮颗粒积累到临界浓度时，便会激发形成恶性肿瘤。

此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，甚至造成角膜损伤。

一氧化碳：一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。

一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。

氮氧化物：氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。

在二氧化氮浓度为9 .4毫克／立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。

碳氢化合物：当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。

这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。

1.2 间接危害间接危害：尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。

尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。

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。

柴油汽车尾气净化催化剂及制备方法和净化装置2016-11-23 13:29来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部柴油汽车尾气净化催化剂及制备方法和净化装置柴油车尾气具有复杂的化学組成，且随着发动机的エ况变化，尾气组成也显著不同，其排放的污染物中含有碳烟颗粒物(PM)、烃类(HC)、C0和NOx等。

因为尾气中02含量较高，故HC和C0排放量较少，一般只有汽油机的1/10，NOx排放量与汽油机大致相同，而PM的排放量约为汽油机的几十倍。

近年来，国内在单一四效净化催化剂研究方面取得了积极进展，如中科院生态环境研究中心开发了一种在含S02气氛下能选择性去除HC、C0和N0X的催化体系，主要包括多孔无机物载体和贵金属Pt、Au和Ag等，N0X的转化率最高超过90%，但是对PM的消除非常有限。

中国石油大学(专利号为200710307416.8，名称为:同时消除柴油机尾气四种污染物的组合催化剂和净化方法)公开了ー种在不同比表面的A1203上负载钙钛矿复合氧化物La0.8K0.2Mn03催化剂，该催化剂对于C0和碳颗粒的燃烧活性较好，起燃温度显著降低，生成C02的选择性高于95%，烃类在较低温度下的转化率为90%，但是对N0选择还原为N2的催化性能还有待进ー步提高。

目前国内柴油车尾气净化器产品总的来说技术还比较落后，无法满足国IV及以上柴油车尾气排放标准要求。

本文的第一目的是提供一种柴油汽车尾气净化催化剂，所述催化剂和装置采用D0C 与⑶PF组合技术，通过前端D0C将尾气中的HC、C0以及PM中的有机物(S0F)氧化去除，同时将N0转化为还原性更强的N02，以利于N02与C的反应，达到去除N0的目的，同时降低C的燃烧温度，依靠柴油车自身温度实现微粒过滤器的再生，具有净化效率高，使用方便等特点。

技术方案如下：(1)载体的活化处理：用去离子水或PH = 8〜10的弱碱性溶液分别浸泡第一载体和第二载体lOmin.〜30min.，300°C〜450°C下焙烧 30min ；(2)涂层的制备：1)第一涂层①按权利要求1所述的第一涂层组分的配比称取除Ba盐外的相应硝酸盐，用少量去离子水加热溶解，得混合硝酸盐溶液；②称取权利要求1所述的第一涂层配比中Ba量的Ba(CH3C00)2，加去离子水溶解，得到含Ba离子溶液；③称取权利要求1所述的第一涂层配比的Y-A1203粉，加入步骤①所述上的混合硝酸盐溶液，搅拌90-110min，得到混合溶液；④将步骤②所得含Ba离子溶液漫漫注入步骤③所得混合溶液中，边加边搅拌，得浸液；⑤将步骤④所得浸液以250r/min转速下球磨1小时，得到第一涂层浸液；2)第二涂层①按权利要求1所述的第二涂层组分的配比称取相应硝酸盐，用少量去离子水加热溶解，得混合硝酸盐溶液；②称取权利要求1所述的第二涂层配比的Y-A1203粉，加入步骤①所述上的混合硝酸盐溶液，搅拌8-15min，得到浸液；③将步骤②所得浸液以250r/min转速下球磨1小时，得到第二涂层浸液；(3)涂层浸溃：分别将活化处理后的第一载体浸入第一涂层浸液中，第二载体浸入第二涂层浸液中，浸泡时间30〜60min，取出，在0.3MPaN2下吹空，80°C烘干；4)涂层焙烧：经步骤(3)处理的第一载体和第二载体在马弗炉中450°C〜600°C下烧结lh，随炉冷却，称重，计算涂覆率；使第一涂层重量为第一载体重量的20%〜50% ;第二涂层重量为第二载体重量的10%〜20% ;(5)活性剂溶液配制:按照权利要求1中活性剂组成的配比配制，以可溶性氯钼酸、氯钯酸、三氯化铑或硝酸盐的形式加入；(6)负载活性剂:将⑷中载体浸入溶液(5)，时间5小吋〜20小时，在0.2MPaN2下吹空，80°C烘干2小时，400°C〜600°C焙烧2小时，400°C〜600°C氢气还原2小时，氢气流量:40ml.mirf1 〜80ml.mirf1 ；。

柴油车尾气净化催化剂制备、表征及性能测试第七小组：赖家雄、田裕昌、黄卫国、邓伟明、李恒、陈鹏一、实验目的及意义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.本实验拟以金属氧化物为活性组分，三氧化二铝（Al2O3)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。

二、实验原理1.催化剂制备固体催化剂的制备方法有离子交换法、浸渍法、溶胶凝胶法、沉淀法等，其中浸渍法是制备固体催化剂广泛采用的一种方法。

在制备过程中，一般将载体放进含有活性物质（或连同助催化剂）的液体中浸渍。

浸渍法是通过具有多孔结构的载体在含有活性组分的溶液中浸渍时，溶液在毛细管力的作用下，由表面吸入到载体细孔中，溶质的活性组分向细孔内壁渗透，扩散，进而被载体表面的活性点吸附，或沉积，离子交换，甚至发生反应,使活性组分负载在载体上，这些都伴随传质过程。

当催化剂被干燥时，随着溶剂的蒸发，也会造成活性组分的迁移.这些传质过程不是单纯,孤立地发生,大部分是同时进行而又互相影响，所以浸渍过程必须同时考虑吸入，沉积，吸附与扩散的影响。