钼基催化剂活性特征及其催化柴油机碳烟氧化特性

摘要：

为探究钼基催化剂的表面活性相结构，采用浸渍法制备了不同钼负载量纳米级MoO3/TiO2催化剂，通过比表面积分析仪（BET，brunner-emmet-teller）、傅里叶红外光谱分析（FT-IR，fourier transform infrared spectrometer）、X射线衍射仪（XRD，X-ray diffractomer）以及扫描电镜（SEM，scanning electron microscope）对催化剂的物化特性进行了表征。同时，为探究钼基催化剂改善碳烟催化氧化特性，以 Printex-U 碳黑作为实际发动机颗粒的替代物，利用热重分析法探究钼基催化剂对碳烟的催化氧化特性，并基于Starink法定量表征碳烟催化氧化反应过程。结果表明：较低钼负载量时，活性组分MoO3主要以非晶态或小晶态存在。当负载量超过10%时，催化剂表面开始出现正交晶系MoO3结晶区，所有样品均以稳定的钼氧双键形态存在在松接触状态下，具有低熔点性质的MoO3仍表现出良好的催化效果。随着MoO3/TiO2催化剂上钼负载量的增加，碳烟氧化特征温度随之降低，催化剂活性呈递增趋势，其并未受阈值效应与比表面积的制约，仅与活性组分MoO3含量呈正比关系。催化剂Mo∶Ti质量比为40∶60表现出最高的催化活性，与无催化剂状态相比，此时催化剂碳烟的起燃温度、峰值温度、燃尽温度分别降低了约84.4、122.6和122.7℃。Starink法热力学分析得到催化剂活性序列为无催化剂＜Mo∶Ti（质量比为5∶95）＜Mo∶Ti（质量比为10∶90）＜Mo∶Ti（质量比为20∶80）＜Mo∶Ti（质量比为40∶60）。因此，负载型钼基催化剂的催化活性随其质量负载量的增加而增加。

关键词：催化剂、碳烟、氧化、纳米级MoO3/TiO2、Starink法

分类号：TK421.5(内燃机)

资助基金：国家自然科学基金51376095，51376083；江苏高校优势学科资助项目苏政发办[2014]

在线出版日期：2015-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：30-36