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柴油机排放的颗粒物已经成为大气污染物主要来源之一,CDPF——催化柴油颗粒捕集再生技术可以在捕集碳烟颗粒的同时利用催化剂对其进行氧化再生,是符合柴油机新排放法规所必备的重要尾气后处理技术。目前常用的CDPF催化剂为Pt、Pd等贵金属元素催化剂,虽然效果稳定但其成本太高,亟待研发性能优良的且成本低廉的新型催化剂来替代贵金属催化剂。本文利用自蔓延高温燃烧合成法（SHS）在商业用的空白CDPF载体上涂覆制备了一系列CuCeZrO2-δ和KCuCeZrO2-δ催化剂,并用利用一个PM快速加载装置模拟真实柴油机碳烟来对涂覆催化剂的CDPF载体进行碳烟颗粒加载,运用活性测试筛选出性能最好的催化剂Cu0.9Ce0.05Zr0.05O2-δ和K0.18Cu0.72Ce0.05Zr0.05O2-δ的最大碳烟颗粒氧化速率所在温度分别在410℃和347℃,而同样实验条件下商业用Pt金属催化剂最大碳烟颗粒氧化速率所在温度在500℃,说明Cu0.9Ce0.05Zr0.05O2-δ和K0.18Cu0.72Ce0.05Zr0.05O2-δ的对碳烟颗粒的低温氧化性已经优于商业用Pt催化剂,其碳烟颗粒柴最大氧化速率所在温度也更接近柴油机尾气温度范围150-400℃,而且Cu0.9Ce0.05Zr0.05O2-δ和K0.18Cu0.72Ce0.05Zr0.05O2-δ催化剂的CO2选择性也分别高达96.4%和98.1%,都优于Pt的95.3%。利用比表面积孔径分析发现Cu0.9Ce0.05Zr0.05O2-δ催化剂活性和其比表面积正相关,而K0.18Cu0.72Ce0.05Zr0.05O2-δ没有必然联系,XRD测试发现两种催化剂的活性组分都高度分散在ZrO2表面,TEM照片发现两种催化剂颗粒圆度好且分布均匀,粒径都达纳米级,Cu0.9Ce0.05Zr0.05O2-δ的平均粒径达12.4nm,K0.18Cu0.72Ce0.05Zr0.05O2-δ的平均粒径达10.2nm。最后,分别利用X射线光电子能谱分析和原位漫反射红外光谱分析研究了Cu0.9Ce0.05Zr0.05O2-δ和K0.18Cu0.72Ce0.05Zr0.05O2-δ催化剂在碳烟再生时催化剂表面发生的反应过程和反应机理,发现NO吸附在催化剂表面形成了硝酸盐及亚硝酸盐物种以及气相NO都能参与碳烟颗粒氧化,基于此提出了催化剂C-N-O中间体机制和Langmuir-Hinshelwood两种路径的CDPF再生反应机理,C-N-O中间体机制CDPF再生反应机理:NO在催化剂表面被吸附氧化成NO2,通过氧化C在催化剂表面形成的C-N-O络合物中的C来实现碳烟颗粒氧化再生;Langmuir-Hinshelwood CDPF再生反应机理:通过吸附O2和氧化吸附NO在催化剂表面形成硝酸盐及亚硝酸盐物种,再通过这些物种的强氧化性来氧化去除碳烟颗粒实现CDPF再生。