低于300℃时两种氧化铈材料对稀燃阶段NOx存储性能的影响

朱金鑫 沈美庆 吕良方 王军 王建强

引用本文: 朱金鑫, 沈美庆, 吕良方, 王军, 王建强. 低于300℃时两种氧化铈材料对稀燃阶段NOx存储性能的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(8): 1559-1566. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405283 shu
Citation:  ZHU Jin-Xin, SHEN Mei-Qing, Lü Liang-Fang, WANG Jun, WANG Jian-Qiang. Effects of Two Different CeO2 Materials on Lean NOx Trap Performance below 300 ℃[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(8): 1559-1566. doi: 10.3866/PKU.WHXB201405283 shu

低于300℃时两种氧化铈材料对稀燃阶段NOx存储性能的影响

  • 基金项目:

    国家高技术研究发展计划项目(863)(2011AA03A405)资助 

摘要:

研究了低于300 ℃时两种氧化铈对稀燃阶段NOx存储性能的影响,催化剂由2%(w)Pt/Al2O3(PA)与CeO2-X(X=S,I)机械混合制备. X射线衍射(XRD),BET表面积和扫描电子显微镜(SEM)用于表征材料的物理结构. X射线光电子能谱(XPS)和H2程序升温还原(H2-TPR)用于表面Ce3+和活性氧定量. 原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in-situ DRIFTS)用于分析表面NOx吸附物种. 相比于CeO2-I,CeO2-S 具有优良的物理化学性能,包括高比表面积、丰富的空隙结构、较高的抗老化能力及表面Ce3+浓度. 因而,Pt/Al2O3+CeO2-S 表现出优异的NOx存储能力. 此外,PA+CeO2-X(X=S,I)上存在Pt 与CeO2之间的相互作用,可提高表面氧物种的活性进而促进NO氧化及NOx存储. PA+CeO2-S上的这种相互作用要强于PA+CeO2-I. 研究表明,表面Ce3+浓度和活性氧含量对NOx存储起到重要作用. 然而经过水热处理后,Pt 与老化的氧化铈(ACS,ACI)之间的相互作用降低,并且两种氧化铈NOx存储性能显著下降. 另外,与PA+ACS(ACI)相比,PA+PACS(PACI)样品NOx存储能力得到改善,这归因于表面氧物种活性增加能促进硝酸盐的形成.

English

    1. [1]

      (1) Matsumoto, S. Catal. Today 1996, 29, 43. doi: 10.1016/0920-5861(95)00259-6

      (1) Matsumoto, S. Catal. Today 1996, 29, 43. doi: 10.1016/0920-5861(95)00259-6

    2. [2]

      (2) Takahashi, N.; Shinjoh, H.; Iijima, T.; Suzuki, T.; Yamazaki, K.; Yokota, K.; Suzuki, H.; Miyoshi, N.; Matsumoto, S.; Tanizawa, T.; Tanaka, T.; Tateishi, S.; Kasahara, K. Catal. Today 1996, 27, 63. doi: 10.1016/0920-5861(95)00173-5(2) Takahashi, N.; Shinjoh, H.; Iijima, T.; Suzuki, T.; Yamazaki, K.; Yokota, K.; Suzuki, H.; Miyoshi, N.; Matsumoto, S.; Tanizawa, T.; Tanaka, T.; Tateishi, S.; Kasahara, K. Catal. Today 1996, 27, 63. doi: 10.1016/0920-5861(95)00173-5

    3. [3]

      (3) Casapu, M.; Grunwaldt, J.; Maciejewski, M.; Baiker, A.; Eckhoff, S.; bel, U.;Wittrock, M. J. Catal. 2007, 251, 28. doi: 10.1016/j.jcat.2007.07.019(3) Casapu, M.; Grunwaldt, J.; Maciejewski, M.; Baiker, A.; Eckhoff, S.; bel, U.;Wittrock, M. J. Catal. 2007, 251, 28. doi: 10.1016/j.jcat.2007.07.019

    4. [4]

      (4) Buchel, R.; Strobel, R.; Krumeich, F.; Baiker, A.; Pratsinis, S. J. Catal. 2009, 261, 201. doi: 10.1016/j.jcat.2008.11.016(4) Buchel, R.; Strobel, R.; Krumeich, F.; Baiker, A.; Pratsinis, S. J. Catal. 2009, 261, 201. doi: 10.1016/j.jcat.2008.11.016

    5. [5]

      (5) Yang, M.; Li, Y. P.;Wang, J.; Shen, M. Q. J. Catal. 2010, 271, 228. doi: 10.1016/j.jcat.2010.01.018(5) Yang, M.; Li, Y. P.;Wang, J.; Shen, M. Q. J. Catal. 2010, 271, 228. doi: 10.1016/j.jcat.2010.01.018

    6. [6]

      (6) Zhang, Q. Q.; Lv, L. F.; Zhu, J. X.;Wang, X. Q.;Wang, J.; Shen, M. Q. Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 1069. doi: 10.1039/c2cy20775c(6) Zhang, Q. Q.; Lv, L. F.; Zhu, J. X.;Wang, X. Q.;Wang, J.; Shen, M. Q. Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 1069. doi: 10.1039/c2cy20775c

    7. [7]

      (7) Xian, H.; Ma, A. J.; Meng, M.; Li, X. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2437. [贤晖, 马爱静, 孟明, 李新刚. 物理化学学报, 2013, 29, 2437.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201309052(7) Xian, H.; Ma, A. J.; Meng, M.; Li, X. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2437. [贤晖, 马爱静, 孟明, 李新刚. 物理化学学报, 2013, 29, 2437.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201309052

    8. [8]

      (8) Wang, X. Q.; Lv, L. F.; Zhang, Q. Q.; Zhang, Y.W.;Wang, J.; Shen, M. Q. Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 200. doi: 10.1039/c2cy20547e(8) Wang, X. Q.; Lv, L. F.; Zhang, Q. Q.; Zhang, Y.W.;Wang, J.; Shen, M. Q. Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 200. doi: 10.1039/c2cy20547e

    9. [9]

      (9) Xu, L. F.; Graham, G.; McCabe, R.; Hoard, J.; Yang, J. L. The Feacibility of an Alumina-Based Lean NOx Trap (LNT) for Diesel and HCCI Applications. SAE Technical Paper, 2008-01-0451, 2008.(9) Xu, L. F.; Graham, G.; McCabe, R.; Hoard, J.; Yang, J. L. The Feacibility of an Alumina-Based Lean NOx Trap (LNT) for Diesel and HCCI Applications. SAE Technical Paper, 2008-01-0451, 2008.

    10. [10]

      (10) Ji, Y.; Toops, T. J.; Crocker, M. Catal. Lett. 2007, 119, 257. doi: 10.1007/s10562-007-9226-2(10) Ji, Y.; Toops, T. J.; Crocker, M. Catal. Lett. 2007, 119, 257. doi: 10.1007/s10562-007-9226-2

    11. [11]

      (11) Aneggi, E.; Boaro, M.; de Leitenburg, C.; Dolcetti, G.; Trovarelli, A. J. Alloy. Compd. 2006, 408, 1096.(11) Aneggi, E.; Boaro, M.; de Leitenburg, C.; Dolcetti, G.; Trovarelli, A. J. Alloy. Compd. 2006, 408, 1096.

    12. [12]

      (12) Pang, X. J.; ng, M. C.;Wang, M.; Ren, Y. G.; Zhao, M.; Chen, Y. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2004, 20, 1155. [庞秀江,龚茂初, 王敏, 任屹罡, 赵明, 陈耀强. 物理化学学报, 2004, 20, 1155.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20040919(12) Pang, X. J.; ng, M. C.;Wang, M.; Ren, Y. G.; Zhao, M.; Chen, Y. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2004, 20, 1155. [庞秀江,龚茂初, 王敏, 任屹罡, 赵明, 陈耀强. 物理化学学报, 2004, 20, 1155.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20040919

    13. [13]

      (13) Ji, Y.; Toops, T. J.; Pihl, J. A.; Crocker, M. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 91, 329. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.06.002(13) Ji, Y.; Toops, T. J.; Pihl, J. A.; Crocker, M. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 91, 329. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.06.002

    14. [14]

      (14) Ji, Y.; Fisk, C.; Easterling, V.; Graham, U.; Poole, A.; Crocker, M.; Choi, J. S.; Partridge,W.;Wilson, K. Catal. Today 2010, 151, 362. doi: 10.1016/j.cattod.2009.12.009(14) Ji, Y.; Fisk, C.; Easterling, V.; Graham, U.; Poole, A.; Crocker, M.; Choi, J. S.; Partridge,W.;Wilson, K. Catal. Today 2010, 151, 362. doi: 10.1016/j.cattod.2009.12.009

    15. [15]

      (15) Ren, Y. J.; Harold, M. P. ACS Catal. 2011, 1, 969.(15) Ren, Y. J.; Harold, M. P. ACS Catal. 2011, 1, 969.

    16. [16]

      (16) Ji, Y.; Choi, J. S.; Toops, T. J.; Crocker, M.; Naseri, M. Catal. Today 2008, 136, 146. doi: 10.1016/j.cattod.2007.11.059(16) Ji, Y.; Choi, J. S.; Toops, T. J.; Crocker, M.; Naseri, M. Catal. Today 2008, 136, 146. doi: 10.1016/j.cattod.2007.11.059

    17. [17]

      (17) Easterling, V.; Ji, Y.; Crocker, M.; Ura, J.; Theis, J. R.; McCabe, R.W. Catal. Today 2010, 151, 338. doi: 10.1016/j.cattod.2009.12.007(17) Easterling, V.; Ji, Y.; Crocker, M.; Ura, J.; Theis, J. R.; McCabe, R.W. Catal. Today 2010, 151, 338. doi: 10.1016/j.cattod.2009.12.007

    18. [18]

      (18) Corbos, E. C.; Elbouazzaoui, S.; Courtois, X.; Bion, N.; Marecot, P.; Duprez, D. Top. Catal. 2007, 42-43, 9.(18) Corbos, E. C.; Elbouazzaoui, S.; Courtois, X.; Bion, N.; Marecot, P.; Duprez, D. Top. Catal. 2007, 42-43, 9.

    19. [19]

      (19) Roy, S.; Baiker, A. Chem. Rev. 2009, 109, 4054. doi: 10.1021/cr800496f(19) Roy, S.; Baiker, A. Chem. Rev. 2009, 109, 4054. doi: 10.1021/cr800496f

    20. [20]

      (20) Liu, H.; Henein, N.; Bryzik,W. Simulation of Diesel Engines Cold-Start. SAE Technical Paper, 2003-01-0080, 2003.(20) Liu, H.; Henein, N.; Bryzik,W. Simulation of Diesel Engines Cold-Start. SAE Technical Paper, 2003-01-0080, 2003.

    21. [21]

      (21) Zhang, F.;Wang, P.; Koberstein, J. Surf. Sci. 2004, 563, 74. doi: 10.1016/j.susc.2004.05.138(21) Zhang, F.;Wang, P.; Koberstein, J. Surf. Sci. 2004, 563, 74. doi: 10.1016/j.susc.2004.05.138

    22. [22]

      (22) Azambre, B.; Zenboury, L.; Koch, A.;Weber, J. V. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13287.(22) Azambre, B.; Zenboury, L.; Koch, A.;Weber, J. V. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13287.

    23. [23]

      (23) Philipp, S.; Drochner, A.; Kunert, J.; Vogel, H.; Theis, J.; Lox, E. S. Top. Catal. 2004, 30-31, 235.(23) Philipp, S.; Drochner, A.; Kunert, J.; Vogel, H.; Theis, J.; Lox, E. S. Top. Catal. 2004, 30-31, 235.

    24. [24]

      (24) Yao, H. C.; Yao, Y. F. Y. J. Catal. 1984, 86, 254. doi: 10.1016/0021-9517(84)90371-3(24) Yao, H. C.; Yao, Y. F. Y. J. Catal. 1984, 86, 254. doi: 10.1016/0021-9517(84)90371-3

    25. [25]

      (25) lunski, S. E.; Hatcher, H. A.; Rajaram, R. R.; Truex, T. J. Appl. Catal. B: Environ. 1995, 5, 367. doi: 10.1016/0926-3373(94)00057-3(25) lunski, S. E.; Hatcher, H. A.; Rajaram, R. R.; Truex, T. J. Appl. Catal. B: Environ. 1995, 5, 367. doi: 10.1016/0926-3373(94)00057-3

    26. [26]

      (26) Nagai, Y.; Hirabayashi, T.; Dohmae, K.; Takagi, N.; Minami, T.; Shinjoh, H.; Matsumoto, S. J. Catal. 2006, 242, 103. doi: 10.1016/j.jcat.2006.06.002(26) Nagai, Y.; Hirabayashi, T.; Dohmae, K.; Takagi, N.; Minami, T.; Shinjoh, H.; Matsumoto, S. J. Catal. 2006, 242, 103. doi: 10.1016/j.jcat.2006.06.002

    27. [27]

      (27) Atribak, I.; Azambre, B.; Bueno López, A.; García-García, A. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 92, 126. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.07.015(27) Atribak, I.; Azambre, B.; Bueno López, A.; García-García, A. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 92, 126. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.07.015

    28. [28]

      (28) Lv, L. F.;Wang, X. Q.; Shen, M. Q.; Zhang, Q. Q.;Wang, J. Chem. Eng. J. 2013, 222, 401. doi: 10.1016/j.cej.2013.02.084(28) Lv, L. F.;Wang, X. Q.; Shen, M. Q.; Zhang, Q. Q.;Wang, J. Chem. Eng. J. 2013, 222, 401. doi: 10.1016/j.cej.2013.02.084

    29. [29]

      (29) Hadjiivanov, K. I. Catal. Rev. Sci. Eng. 2000, 42, 71. doi: 10.1081/CR-100100260

      (29) Hadjiivanov, K. I. Catal. Rev. Sci. Eng. 2000, 42, 71. doi: 10.1081/CR-100100260

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  513
  • 文章访问数:  768
  • HTML全文浏览量:  7
文章相关
  • 发布日期:  2014-07-18
  • 收稿日期:  2014-04-08
  • 网络出版日期:  2014-05-28
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章