Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑研究獲進展

稀薄燃燒技術能夠大幅度降低機動車的燃油消耗，同時降低溫室氣體二氧化碳排放，但稀燃（富氧）氣氛中的氮氧化物（NOx）難以被催化消除。最近，天津大學化工學院李新剛課題組採用氮氧化物阱（LNT）技術將價格相對便宜的貴金屬Pd摻雜於稀土鈣鈦礦之中，獲得的La0.7Sr0.3Co0.97Pd0.03O3鈣鈦礦催化劑在275°C～400°C的工作溫度視窗內，NOx消除效率與產物中N2選擇性均高於90%。同時，該催化劑還顯示出優異的抗硫性能，在反應氣中線上加入100ppm SO2對催化活性幾乎沒有影響。該催化劑可用來替代昂貴的Pt基LNT催化劑進行稀燃發動機尾氣中NOx的催化消除，具有優異的NOx催化消除效果。

課題組利用上海光源BL14W1 XAFS線站表徵了反應前後稀土鈣鈦礦催化劑中Pd元素的價態以及配位元情況，發現Pd在稀燃（富氧）氣氛中以離子態的形式存在於鈣鈦礦的晶格之中；而在富燃（貧氧）氣氛中，則以金屬態析出鈣鈦礦晶格，參與氮氧化物的催化消除。這說明離子態和金屬態Pd能夠在連續的“稀燃/富燃”脈衝氣氛中“智能”的自我轉化、再生，部分研究成果已發表於美國化學會ACS Catalysis期刊（ACS Catal. 2013, 3, 1071–1075）。
    
該論文被美國新聞媒體Chemical & Engineering News遴選為亮點工作進行了報導，並指出與Pt基LNT催化劑比較，Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑價格相對低廉、抗硫能力高，具有極大的商業應用前景。目前，該課題組正在對Pd摻雜稀土鈣鈦礦催化劑的抗硫機理展開進一步的深入研究。


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