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汽车排放法规国Ⅴ落地,国Ⅵ将至,尾气中碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)等污染物的净化,对汽车催化剂的发展带来巨大挑战。Pd/Al2O3催化剂因具有较好的催化活性被认为是目前最理想的HC氧化催化剂,但在实际中应用中还存在低温活性差和高温烧结等问题有待深入研究。稀土助剂一直被用于提高汽车催化剂活性和稳定性,所以深入探讨贵金属-稀土相互作用对HC的催化氧化具有十分重要的现实意义。本论文基于催化剂中的贵金属-稀土相互作用提高催化剂活性,研究了不同稀土元素掺杂、不同前驱体和表面活性剂制备的Pd/M-Al2O3催化剂对C3H8氧化性能的影响,同时探讨了Pd-稀土催化机理。⑴采用浸渍法制备Pd/M-Al2O3(M=La、Ce、Pr、Nd和Y)催化剂,通过N2-吸脱附、XRD、XPS、H2-TPR等表征手段对催化剂样品进行结构表征,采用多功能粉末小样评价装置对催化剂催化C3H8氧化的性能进行反应活性评价。研究表明,Pd/La-Al2O3催化剂催化性能最好,Pd/Pr-Al2O3、Pd/Nd-Al2O3和Pd/Y-Al2O3次之,性能略差,Pd/Ce-Al2O3最差。这是因为Pd/La-Al2O3催化剂中Pd-La相互作用最强,氧化态PdO含量最多。La、Ce、Pr、Nd和Y五种不同稀土元素的掺杂均能产生Pd-稀土相互作用,一定程度提高PdO的相对含量,从而有利于提高催化剂的C3H8催化氧化活性。⑵采用不同稀土La前驱体(硝酸镧、醋酸镧、氧化镧)分别浸渍制备Pd/La-Al2O3催化剂,在不同反应气氛下研究催化剂的C3H8氧化性能,发现稀土镧改性的催化剂的C3H8催化氧化性能均有提升,通过XRD、XPS、H2-TPR等表征分析,表明La能促进贵金属钯分散,产生Pd-La相互作用,稳定高价态Pd2+物种,提高了Pd2+/Pd的比值,从而提高催化剂的C3H8催化氧化性能。硝酸镧掺杂的催化剂催化性能最好,这是因为硝酸镧前驱体掺杂的催化剂中Pd-La相互作用最强,Pd分散性最好,氧化态PdO相对含量最高。⑶采用不同表面活性剂(PVP、PEG、CTAB和CA)制备Pd-La-Al2O3催化剂,在不同反应气氛条件下研究催化剂的C3H8氧化。在氧气条件下,PVP、PEG和CA制备的Pd/La-Al2O3催化剂有较低的起始转化温度Ts,但在一氧化氮条件下性能变差,结合XRD、H2-TPR等表征分析可知,较小的钯颗粒和较弱的Pd-La相互作用有利于O2解离,但不利于NO解离,从而促进和抑制反应进行。