B.A.A.L.van Setten，R.van Sijk，et al.

资料来源：Appl.Catal.B：Environmental 21(1999)51-61

摘要

    进行探索性研究，以寻求一种可用于柴油车碳烟氧化的、可作为基于Cs2O、V2O5和MoO3易熔混合物的、有希望获得应用的催化物相的、令人满意的载体。研究了耐高温、高强度、低孔隙度的陶瓷和较传统的多孔型催化剂载体的可用性，包括：α-Al2O3、γ-Al2O3、堇青石、硅藻土、SiO2、碳化硅及氮化硅。熔融盐被沉积于不同载体的外表面。人工制造的碳烟以松散接触方式沉积于负载型催化剂，发现在650K温度下的氧化速率为15μg碳烟/（克原始碳烟⋅秒钟）。对于{zj0}的催化性燃料添加剂，这些速率在相同的数量级范围，并且发现熔盐催化剂具有实用性。对载体的基本要求是，熔盐结构的相互作用为：熔盐能润湿载体，能在载体上“锚定”，以及不被碳烟所屏蔽。低孔隙度的、耐高温的、高强度的陶瓷被证明可用作熔盐碳烟氧化催化剂的载体。

1、简介

    柴油发动机是高效、动力性好的内燃机。为符合未来对柴油机废气排放限值要求，可改进燃料的燃烧过程及采用先进的废气后处理系统来xx排放物。

    为达到低颗粒排放目标，柴油排气控制装置已取得下述进展：过滤器与热再生控制联用策略，原则上可使碳烟削减率达90%。这一技术的问题是再生单元的可靠性，因为再生时会产生大量热能造成热冲击，从而使过滤器碎裂，这一技术同时会造成高的燃料损耗。催化过滤技术是一种具潜力的较好的解决方法：要求的再生能量较低，再生频率降低，但需尽量使过滤器故障机会进一步减小，同时寻求更简单的再生方法。

    对有效催化过滤-再生系统的一个重要要求是：在再生过程中，在催化剂和碳烟收集操作间应有密切接触。这一良好的接触是保证基于通过NO2氧化作用的过滤器再生行为发生的原因之一，同时也是按给定燃料添加率的催化行为发生的原因之一。Pt催化剂能将NO氧化成NO2，NO2能有效地氧化收集的碳烟。这样NO2成为Pt燃烧催化剂与碳烟之间非直接接触的中间媒介体。应注意的是这一概念要求使用无硫燃料。催化燃油添加技术是将外加燃油良好扩散于碳烟颗粒中，以优化与碳烟的接触，影响这一技术研究进展的原因是：当以较高比例添加时，添加物泄露问题尚未得到解决。

    最近我们发现以Cs2O、V2O5和MoO3易熔性混合物为基础的熔盐是可用于碳烟氧化的候选催化剂，其性能比文献披露的单金属化合物要好。这些催化剂被证明在模拟或实际条件下熔盐与碳烟间存在密切的接触。

    通常，开发一种适用的、不同类型的碳烟氧化催化剂时，首先会注重于催化物相。我们认为用于碳烟氧化的熔盐催化剂的开发中载体的开发也非常重要。使用不适当的载体会引起许多问题。

2、试验过程

    于625K温度下熔化以比例Cs2O:MoO3:V2O5=0.33mol:0.3(?) mol:0.34mol制成Cs2MoO4-V2O5，标记为CMV；于635K温度下熔化以比例Cs2O:MoO3:V2O5=0.38mol:0.2(?)mol:0.38mol制成的CsVO3-MoO3标记为CVM。制备方法按照文献[Appl.Catal.B21(1999)]。

3、结论

    1、具有稳定熔盐分散度及稳定活性的负载型熔盐碳烟氧化催化剂，可通过直接将熔盐沉积于载体上的方法制备。载体外表面上熔盐浓度取决于实际的、可达到的柴油碳烟能够沉积的量。

    2、Cs2O、MoO3和V2O5可熔性组分混合沉积在各种载体上，从650K温度点开始具有活性。在此温度下，“松散接触”活性比已知的Ce和Pt联用的催化剂活性要高。

    3、制备出具有稳定结构的负载型熔盐催化剂则至少应满足以下三个要求：

    ⑴ 熔盐应对载体具有亲合性，以润湿载体；

    ⑵ 被润湿的载体应能形成一个稳定的液相分布。不规则的外表比平滑外表能更好地稳定催化剂；

    ⑶ 载体应能使熔盐稳定化，即使被长时间加热时，熔盐仍对负载它的载体具有可及性，即：要求使用低孔隙率的材料。熔盐与载体间不应因相互反应而产生结构性毁坏。

    4、低孔隙率、高耐热性、高强度的陶瓷是熔盐型氧化催化剂的优良载体，有希望用陶瓷型滤材的表面作为熔盐型氧化催化剂的载体。

    5、二氧化硅和碳化硅不适于用作熔盐催化剂的载体，因为熔盐体不能锚定于其上。在柴油机废气中碳化硅负载了熔盐制成的催化剂抗化学及抗热冲击性能也不足。