先进三元催化剂对车辆NOx转化率的影响

先进三元催化剂对车辆NOx转化率的影响

给出了一种先进催化剂，该催化剂由金属铑颗粒与烧绿石复合氧化材料混合而成，其中直径为纳米级的金属铑颗粒被吸附在具有缓慢吸氧率的储氧材料烧绿石中。介绍了该先进催化剂的制备及其性能验证。

在实验室条件下制备该先进催化剂，并对其性能进行试验、评价。试验时，先将金属铑溶解在特定溶液中，利用动态光散射方法估算铑溶液中铑颗粒的尺寸大小，保证其体积不超过1×10-3mL。结合烧绿石煅烧析出铑颗粒，并利用透射电子显微镜验证依附在烧绿石上铑颗粒的尺寸。对先进催化剂性能的评价使用一个固定床催化反应器。利用测试气体验证了该催化剂具有较好的NOx转化特性。对该催化剂进行了老化试验，老化试验使用相同的大小催化剂颗粒，在温度1100℃的环境下利用测试气体，模拟两种空燃比条件下的NOx转化试验，循环5h，记录每次循环催化剂对NOx的转化率，并使用共脉冲吸附法确定先进催化剂中铑颗粒的分散情况。对该催化剂进行发动机台架试验，其性能试验使用一台直列4缸2.4L发动机，利用陶瓷载体作为催化剂的底物，分别测试了催化剂在冷态条件和预热后的催化性能。其中，催化剂冷态下的性能试验在发动机尾气旁路中进行。催化剂预热后的性能测试在热交换器控制好温度后的恒定工作条件下进行。同时，改变空燃比，测量不同空燃比下的NOx转化率。先进催化剂的老化试验使用一个V型8缸4.6L发动机，其温度维持在1000℃，测试时间为50h，试验时记录下每次循环过程中NOx转化率。

试验结果表明，催化剂颗粒直径尺寸的增加是其活性下降即老化的主要原因。将先进催化剂中金属铑颗粒的大小限制在2nm左右，可以使NOx的转化率最高。与常规的铂族催化剂相比，该催化剂具有较强的鲁棒性，可应对排气系统中尾气的波动，且NOx具有较高的转化效率。若在该催化剂的使用过程中使用增强区镀膜技术，即为尾气流动方向提供最佳的反应接触条件，可以进一步提高NOx的转化效率，且利用新催化剂可以减少约50%的贵重金属用量。

Masahide Miura et al.SAE 2015-01-1005.

编译：王祥