金属氧化物有序微/纳结构负载的催化型柴油颗粒物捕集器及其超细颗粒物捕集、催化再生性能研究

基本信息
批准号:21777051
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:郭彦炳
学科分类:
依托单位:华中师范大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邓红涛,杨吉,全凤娇,侯晓静,方亚蓉,熊菊霞,赵莹,刘惠静,龚旭阳
关键词:
低温催化再生掺杂CeO2催化剂超细颗粒物有序纳米催化剂催化型柴油颗粒物捕集器
结项摘要

Diesel vehicle exhausts are the major source of primary particulate matters especially Fine and Ultra Fine Particulate Matters (FPM, UFPM). Due to the low filtration efficiency on the UFPM and high regeneration temperature, commercial Catalyzed Diesel Particulate Filter (CDPF) can not meet the current and future requirements for Diesel emission control. Oriented nanostructure based catalysts have been proved to have high surface area and improved low temperature catalytic activity. This proposed project will focus on improving the filtration efficiency of FPM and UFPM from diesel engine exhausts through fabrication of a well-defined, oriented micro/nanostructure catalysts integrated DPF. As a game-changer technology, the proposed technology could potentially replace the state-of-the-art (SOA) wash coated powder catalysts coating technology by three fold: 1) The increased UFPM filtration efficiency due to increased surface area and porous structure intrinsic trapping ability; 2) Reducing DPF maintenance cost and lifetime by lower regeneration temperature; 3) Reducing the fuel/energy consumption via the lower regeneration temperature. In the project, the well-defined micro/nanostructure will be fabricated via a cost effective, low temperature solution method. The relationship between morphology of coated catalysts and FPM/UFPM filtration efficiency will be demonstrated. The low temperature soot oxidation performance and mechanism under O2 and NO2 atmosphere will also be illustrated. The proposed DPF technology as well as the scientific and technologic understanding will definitely contribute to the PM pollution abatement.

柴油发动机是细颗粒和超细颗粒物的主要来源。当前商用催化型柴油颗粒物捕集器(CDPF)不能有效去除超细颗粒物,且催化再生温度高,无法满足当前和未来柴油车尾气控制的需求。有序纳米结构催化剂表面积高、低温活性优于涂覆催化剂,是理想的机动车尾气催化剂。本项目以有序微/纳米CeO2基(MxCe1-xO2;M=Zr, Mo, La, Pr)催化剂负载CDPF为研究对象,利用低温溶液法实现其在DPF基底上的均匀可控生长,探究掺杂元素对MxCe1-xO2有序微/纳结构热稳定性和抗硫性的影响机制,阐明有序微/纳米结构MxCe1-xO2对柴油颗粒物尤其是超细颗粒物的捕集和催化燃烧机理,揭示MxCe1-xO2有序微/纳结构形貌与其超细颗粒物捕集性能之间的构效关系,并深入研究在O2和NO2条件下有序微/纳米MxCe1-xO2 低温催化燃烧颗粒物的性能及机理。籍此为柴油车源超细颗粒物的治理提供科学依据和技术支撑。

项目摘要

柴油发动机是细颗粒和超细颗粒物的主要来源。当前商用催化型柴油颗粒物捕集器(CDPF)不能有效去除超细颗粒物,且催化再生温度高,无法满足当前和未来柴油车尾气控制的需求。有序微/纳米结构催化剂表面积高、低温活性优于涂覆催化剂,是理想的机动车尾气催化剂。本项目以有序微/纳米CeO2基催化剂负载CDPF为研究对象,利用模板法和溶胶凝胶法实现其在DPF基底上的均匀可控生长,探究了有序微/纳米结构对柴油颗粒物尤其是超细颗粒物的捕集和催化燃烧机理,揭示了有序微/纳结构形貌与其超细颗粒物捕集性能之间的构效关系。籍此为柴油车源超细颗粒物的治理提供科学依据和技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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