ZnO添加量对Pd/Zr0.5Al0.5O1.75催化剂净化稀燃天然气汽车尾气性能的影响

doi:10.1016/S1872-2067(14)60062-0

催化学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (7): 1157-1165.DOI: 10.1016/S1872-2067(14)60062-0

ZnO添加量对Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75催化剂净化稀燃天然气汽车尾气性能的影响

王云^a,b, 尚鸿燕^a,b, 徐海迪^b, 龚茂初^b, 陈耀强^a,b

a. 四川大学化学工程学院, 四川成都610064;
b. 四川大学化学学院绿色化学与技术教育部重点实验室, 四川成都610064

收稿日期:2013-12-14 修回日期:2014-02-21 出版日期:2014-06-28 发布日期:2014-06-28
通讯作者: 陈耀强
基金资助:
国家自然科学基金（21173153）.

Effects of ZnO content on the performance of Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75 catalysts used in lean-burn natural gas vehicles

Yun Wang^a,b, Hongyan Shang^a,b, Haidi Xu^b, Maochu Gong^b, Yaoqiang Chen^a,b

a. College of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, Sichuan, China;
b. Key Laboratory of Green Chemistry and Technology of the Ministry of Education, College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, Sichuan, China

Received:2013-12-14 Revised:2014-02-21 Online:2014-06-28 Published:2014-06-28
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (21173153).

摘要/Abstract

摘要：

以掺杂不同含量ZnO的Zr_0.5Al_0.5O_1.75为载体，制备了系列1.5%Pd催化剂.在模拟稀燃天然气汽车尾气条件下，测试了催化剂的活性和抗水性，并用N₂吸附-脱附、X射线衍射、H₂程序升温还原和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了系统表征.研究结果表明，ZnO的添加及添加量对催化剂的活性和抗H₂O性有明显影响，其中以ZnO添加量为15%时制备的复合氧化物为载体的催化剂活性最佳.当模拟尾气中不含H₂O时，该催化剂对甲烷的起燃温度（T₅₀）和完全转化温度（T₉₀）分别为278和314℃；在含H₂O时，该催化剂的T₅₀和T₉₀分别为342和371℃.

关键词: 锆, 铝, 锌, 钯, 复合氧化物, 稀燃, 天然气汽车, 水抑制

Abstract:

Mixed oxides obtained by adding varying amounts of ZnO into Zr_0.5Al_0.5O_1.75 were used as supports to prepare 1.5% Pd catalysts. The catalyst activity and H₂O tolerances of the catalysts were evaluated in a gas mixture simulating the exhaust of lean-burn natural gas-fueled vehicles. The catalysts were further characterized by N₂ adsorption-desorption, X-ray diffraction, H₂ temperature programmed reduction and X-ray photoelectron spectroscopy. The catalytic activity was greatly influenced by ZnO contents in Zr_0.5Al_0.5O_1.75 support. The catalyst containing 15% ZnO exhibited a light-off temperature and complete conversion temperature for CH₄ in the absence of H₂O of 278 and 314℃, respectively; while these same values in the presence of H₂O were 342 and 371℃, respectively. These results indicate that this combination of materials offers excellent catalytic activity at low temperature and also exhibits significant H₂O tolerance.

Key words: Zirconium, Aluminium, Zinc, Palladium, Mixed oxide, Lean-burn, Natural gas fuelled vehicles, Water inhibition

王云, 尚鸿燕, 徐海迪, 龚茂初, 陈耀强. ZnO添加量对Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75催化剂净化稀燃天然气汽车尾气性能的影响[J]. 催化学报, 2014, 35(7): 1157-1165.

Yun Wang, Hongyan Shang, Haidi Xu, Maochu Gong, Yaoqiang Chen. Effects of ZnO content on the performance of Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75 catalysts used in lean-burn natural gas vehicles[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2014, 35(7): 1157-1165.

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Effects of ZnO content on the performance of Pd/Zr_0.5Al_0.5O_1.75 catalysts used in lean-burn natural gas vehicles

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