《柴油車用高效Ce基氧化物NH3-SCR催化劑的改進及機理研究》是依託南京理工大學，由單文坡擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：柴油車用高效Ce基氧化物NH3-SCR催化劑的改進及機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：單文坡
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
NH3選擇性催化還原NOx（NH3-SCR）廣泛套用於柴油車尾氣NOx去除已是大勢所趨。由於傳統的釩基催化劑仍存在諸多問題，開發高效、穩定、環境友好的新型催化劑對NH3-SCR技術的實際套用具有重要意義。本項目以前期開發的適用於高空速環境，並具有優異NH3-SCR活性、N2選擇性及抗中毒能力的Ce基氧化物催化劑為基礎，以不影響催化性能為前提，系統研究催化劑的高溫水熱失活原因，大幅改善其水熱穩定性；在充分理解W對Ce基氧化物催化劑NH3-SCR催化性能促進機理的基礎上，實現對W的替代，以降低催化劑的生產成本。另外，將採用多種表征手段，建立催化劑在NH3-SCR反應中的構效關係，闡明反應機理，指導催化劑的改進；開展塗覆成型研究，為所開發高效Ce基氧化物催化劑的實際套用奠定基礎。本項目對於開發高豐度輕稀土元素Ce在環境催化領域的新用途以及解決柴油車尾氣NOx催化淨化所面臨的困境具有重要意義。
結題摘要
我國柴油車尾氣NOx控制是環境催化和大氣污染控制領域亟待解決的問題。NH3選擇性催化還原NOx（NH3-SCR）是目前最有效的柴油車尾氣NOx後處理技術之一，該技術的關鍵核心是催化劑。開發高效、穩定、環境友好的新型催化劑來替代傳統釩基催化劑用於柴油車尾氣NOx淨化，是NH3-SCR技術發展的一個重要趨勢。本項目以高豐度輕稀土元素Ce為主活性組分的氧化物催化劑為起點，開發和改進了一系列具有優異催化性能和穩定性的Ce基氧化物催化劑，降低了催化劑生產成本，建立了催化劑在NH3-SCR反應中的構效關係，闡明了反應機理，開展了催化劑塗覆成型研究，並且在發動機台架上考察了所製備整體催化劑去除真實柴油發動機尾氣NOx的能力。研究表明，Ce物種在NH3-SCR反應中主要起氧化-還原作用，需要催化劑中有提供酸性位的組分（如W和Ti）協同作用，才能使NH3-SCR反應高效發生。活性物種Ce的高度分散以及與酸性組分的緊密結合是催化劑具有優異NH3-SCR催化活性的關鍵因素。以此理論為指導，所開發的Ce基氧化物催化劑都表現出了優異的催化性能，發動機台架的ESC測試結果顯示，在不使用其他後處理裝置的情況下，基於本項目所開發催化劑的NH3-SCR後處理系統可使國產重型柴油車NOx排放達到國五（歐V）標準的要求，表明所開發的Ce基氧化物催化劑具有非常好的套用前景。
