為應對人們對能源危機和全球變暖的現狀,稀燃發動機廣泛應用于機動車中以提高燃油效率和減少溫室氣體排放。然而,傳統的三效催化劑不能有效消除機動車尾氣中的NOx。雖然Pt/Ba/Al2O3催化劑通過儲存還原法能高效還原尾氣中的NOx,但1-2 wt %的鉑負載量使每公斤催化劑價格在1萬元以上,同時,硫中毒和熱老化等問題也會使催化效率逐步降低。隨著我國汽車保有量的不斷增加,發展高效、低成本 NOx凈化催化劑將具有重要的社會經濟效益。
中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室王瑞虎研究小組在科技部973計劃、中科院百人計劃、福建省科技計劃重點項目等支持下,選用熱處理后的鋁土礦作為載體,研制出一種高效低成本的機動車尾氣NOx凈化催化劑。由于鋁土礦具有較好的穩定性,并且所含的大多數組分有利于NOx的儲存還原和抑制SO2中毒,因此利用處理后鋁土礦中各組分的協同作用,在不添加貴金屬鉑情況下,只負載上非貴金屬Cu和NOx儲存組分Ba后生成的Cu/Ba/鋁土礦(1 wt% Cu和16 wt% Ba)催化劑,NOx凈化性能優于Pt/Ba/Al2O3(1 wt% Pt和16 wt% Ba),此外還具有優良的抗SO2中毒能力、較高的熱穩定性和再生性能。
更為重要的是,鋁土礦全球儲量豐富、價格低;且Cu的價格不足Pt的1%,使用Cu替代Pt后,其催化劑成本大大降低,在機動車尾氣NOx凈化中具有較好的應用前景。
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