昆明贵研催化剂有限责任公司

钱琳,大学本科学历,教授级高工。现任云南锡业集团公司党委常委、贵研铂业股份有限公司董事会董事、副董事长、党委书记、昆明贵研催化剂有限责任公司董事长。

贵金属催化剂低温催化氧化一氧化碳研究进展

随着“双碳”政策的不断推行以及人们环保意识的不断提高,一氧化碳(CO)作为典型的大气污染物,已成为工业废气和汽车尾气排放的主要控制对象。贵金属型CO氧化催化剂具有优异的低温活性、抗中毒抗性能,是CO催化氧化处理的最为有效的手段之一。基于贵金属型CO氧化催化剂的研究现状,重点围绕Pt、Pd、Au、Ag、Rh贵金属催化剂的贵金属调控技术和载体可控技术进行综述,总结了贵金属型CO氧化催化剂的性能优化策略和发展方向,为开发高性能的CO氧化催化剂提供指导。

汽车尾气治理用三效催化剂中铂钯替代的研究进展

铂族金属的最大工业用途是汽车尾气净化催化剂,排放法规的日趋严格、汽车产销量的快速增长等因素,导致应用于尾气净化催化剂的钯、铑供需矛盾日益突出。本文从单Pt催化剂、Pt-Rh催化剂和Pt-Pd-Rh催化剂等方面综述了含铂三效催化剂技术的最新研究进展,总结了铂、钯替代或共用的理论和技术可行性,同时分析了存在的不足,并展望未来重点研究方向。

高效低背压CDPF催化剂技术研究

背压和PN过滤效率是DPF载体和CDPF催化剂的关键性能指标,结合空白载体孔径和涂层负载两个方面开展研究,结果显示:孔径是影响DPF/CDPF背压和PN排放的关键,孔径越小,背压越大,PN过滤效率也越高。调低DPF载体孔径可提高PN过滤效率,但背压增率难以控制;通过涂层涂覆可有效调控孔径分布,实现向小孔径方向偏移,在提高PN过滤效率的同时可有效控制背压增率。基于此,协同载体技术和涂层涂覆技术,优选出中值孔径为11.5μm的DPF载体,涂覆粒径D 90为3.5μm、负载量为15 g/L的涂层,涂覆后背压增率为8.88%,PN排放为9.34×10^(10)个/(kW·h),在满足国六排放法规的前提下,可同时兼顾高效的PN过滤效率和较低背压增率。

贵金属三效催化剂性能模拟评价方法研究现状

贵金属三效催化剂主要应用于汽油车、压缩天然气车、混合动力车等车型的尾气催化净化,其装车排放及耐久性能的评价是实现高效催化剂研发与应用的关键。基于对近20年来40余篇文献的分析,综述了三效催化剂空燃比特性、起燃特性、储/放氧性能、稳定性的实验室模拟评价方法研究现状,分析了不同模拟评价方法的优势和不足,阐述了模拟评价性能与催化剂装车性能之间的关联性,展望了模拟评价方法研究的重点方向。

柴油机颗粒物-氮氧化物减排系统贵金属催化剂研究进展

汽车排放的氮氧化物(NOx)和碳烟颗粒物(PM)会对环境和人类健康造成严重的危害,但是现有的技术仅能对NOx或PM的排放实现单独净化。与其他尾气净化技术相比,柴油机颗粒物-氮氧化物减排系统(DPNR)兼具NOx和PM净化效果,成为下一代NOx和PM协同净化的首选催化系统。本文综述了DPNR催化反应机理以及系统中NOx和PM系统净化用的贵金属催化剂的研究进展;总结了Pt基催化剂在不同条件下同时消除NOx和PM的催化活性,系统地讨论了Ba、K、Mn等元素掺杂对Pt基催化剂的影响。同时归纳比较Ag基、Ru基与Pt基催化剂在PM氧化和NOx消除方面的区别,为研究开发同时消除NOx和PM的高效催化剂提供参考。

汽车尾气净化三效催化剂中N2O和NH3的生成及控制研究进展

N2O和NH3的排放主要来自于机动车尾气排放。本文总结了近十几年来轻型汽油车N2O和NH3排放的研究进展,阐述了两种气态污染副产物在三效催化剂中的形成机理,通过对影响N2O和NH3生成的贵金属种类和含量、载体材料、不同气体组成和浓度、老化条件、不同车辆及测试工况、反应温度等主要影响因素的综述,总结了各要素对N2O和NH3形成的影响,得出N2O和NH3主要在富燃条件下冷启动阶段生成,NO的解离在N2O和NH3的生成中起关键作用;影响N2O和NH3生成的各因素之间相互关联,相互影响;催化剂的老化增加N2O和NH3的排放;贵金属Rh比Pd和Pt更有利于N2O和NH3的分解等结论。发动机、后处理策略系统的升级、更合适测试循环的开发以及催化剂的优化可以进一步降低N2O和NH3的排放。

铂族金属单原子催化剂的制备、表征技术研究进展

单原子催化不仅将多相催化领域研究从纳米尺度深入到了原子尺度,有助于从原子层次研究和认识非均相催化反应过程,也使得进一步提高活性铂族金属原子利用率、降低催化剂成本成为可能。基于国内外多年来在单原子催化领域取得的研究成果,介绍了铂族金属单原子催化剂的制备方法与表征技术,总结归纳了不同制备方法的参数控制关键、适用范围,以及不同表征数据分析、存在的问题与挑战。在不同表征技术融合创新的基础上,对于铂族金属单原子催化剂的可控制备技术尽早实现工业化应用提出了展望。

贵金属在载体上的分布对催化剂性能的影响

以Pt,Pd,Rh3种贵金属作为汽油车用三效催化剂的主要催化活性组分,制备了2组具有不同组合与分布形式的分层催化剂和分区催化剂,并通过发动机台架测试系统进行了催化活性评价。通过对表征催化剂催化性能的空燃比特性、起燃特性和催化转化效率的对比分析,研究了3种贵金属的组合与分布对催化剂3大特性的影响。结果表明:贵金属的组合与分布方式会对催化剂的3大特性产生显著影响;贵金属分层分布催化剂与分区催化剂相比具有更高的空燃比特性和起燃特性,其中PtRh(o)/Pd(i)催化剂表现最佳,但贵金属分区催化剂,主要是PtRh组合在近发动机端的分区催化剂,在所有催化剂中表现出最优异的起燃特性;因此,在进行欧3、欧4等车用排放控制系统设计时,可以利用不同贵金属组合与分布催化剂的独特性能优势,在同一载体或同一系统中的不同载体上进行可控的贵金属负载与分布,来提高催化剂的综合性能;以这种方式获得的效果预期比单纯提高贵金属含量获得的效果好得多。

催化型汽油机颗粒过滤捕集器催化剂设计与应用性能研究

基于某市售1.6 L汽油缸内直喷(GDI)发动机轿车,进行底盘式汽油机颗粒过滤捕集器(GPF)/催化型汽油机颗粒过滤捕集器(CGPF)设计和性能研究,研究了不同涂覆量、涂覆工艺和贵金属含量设计对GPF/CGPF催化剂冷流背压、涂层形貌的影响,从而设计出低背压CGPF催化剂样品。通过对配备有国六标定系统的GDI汽油车进行系列全球统一轻型车测试循环(WLTC)工况排放试验,分别考察了加装底盘式GPF、CGPF及不同贵金属载量CGPF对尾气后处理排放的影响,并与采用原装紧密耦合式三效催化剂(TWC)时的排放性能进行对比分析。结果表明,加装GPF或CGPF配置,会对造成排气系统背压提升,但油耗变化不大;采用紧耦合式TWC+底盘式GPF/CGPF后处理集成净化系统,可有效解决单TWC布局下颗粒物数量(PN)超标问题;使用CGPF可在保证颗粒物捕集效果同时,较好发挥对气态污染物的处理作用,并使各个指标满足国六b排放要求;使用CGPF的催化剂后处理系统进行多次WLTC工况预处理运行,可有效提升其对颗粒物的捕集能力,使PN捕集效率从76.38%跃升至97.00%。

汽车尾气净化Pd催化剂的研究现状、进展及展望

阐述了汽车尾气净化Pd催化剂的技术特点、现状及展望,分析了Al2O3、稀土氧化物对汽车尾气净化Pd催化剂性能的影响,对比了不同制备方法的优异性,讨论了单Pd催化剂的可行性和实用价值,以及未来的研究方向、技术难点和热点。

贵金属催化剂在石油化工中的应用

根据反应类型总结了贵金属在石油化工如催化重整反应、加氢催化反应、氧化反应、脱氢催化、异构化反应中的应用。对比分析了不同研究方法得到的共性成果及存在的问题,并对未来贵金属催化剂在石油化工中的应用做了展望。

柴油车尾气净化铂催化剂的试验研究

根据柴油车尾气排放特征和催化剂性能影响因素,进行了柴油机尾气净化铂催化剂配方设计,采用比表面积表征和实验室小样评价方法进行了初步配方筛选,制备了氧化型催化剂,并在柴油机台架和整车转鼓上进行了相关匹配试验研究。研究结果表明,所制备的催化剂具有较好的催化性能,实际装车匹配后能满足国家标准GB18352.2-2001要求,该产品现已批量提供市场。

Ce改性ZSM-5分子筛载Pd催化剂的CeO_2-Pd协同作用研究

采用XRF、XRD、SEM和CH4-TPR表征手段,研究了Ce改性ZSM-5分子筛载Pd催化剂在CO、CH4氧化过程中的CeO2-Pd协同作用。结果表明,经Ce改性后ZSM-5分子筛的载Pd量提高;Pd/Ce-ZSM-5催化剂对CH4的起始吸附温度降低;Pd/Ce-ZSM-5催化剂中Ce主要以CeO2形态存在。Pd是CO的催化氧化活性物种,CeO2-Pd协同作用可促进CO的氧化。Pd和PdO均是CH4的催化氧化活性物种,CeO2的供氧-储氧特性有助于Pd→PdO的转化,CeO2与Pd的相互作用使Pd/Ce-ZSM-5催化剂具有高的CO和CH4催化氧化活性。

国产欧Ⅲ车用三效催化剂研究

为配合3种国产车达到欧Ⅲ排放标准,以一种性能优异的铈锆固溶体作为储氧材料,制成3种规格的三效催化剂。分别对100h台架快速老化前后的催化剂活性及催化剂老化前后与整车匹配后的排放情况,通过发动机台架活性评价装置、发动机快速老化试验台和整车转鼓试验进行了研究。结果表明:该催化剂不仅表现出良好的低温起燃特性、宽空燃比窗口特性和高催化选择性,而且配合整车能满足严格的欧ⅢⅠ型实验标准要求和8×104km耐久性的要求。

Ir/CeO_2催化剂上乙醇水蒸气重整反应的研究

研究了Ir/CeO2催化剂在乙醇水蒸气重整反应中的催化性能。用沉积沉淀法在高比表面的CeO2载体上制备了Ir/CeO2催化剂,采用X射线衍射光谱、程序升温还原和透射电子显微镜对催化剂的晶相组成、还原性能和形貌进行了表征。结果表明,Ir和CeO2之间发生了强烈的相互作用,从而明显改善了Ir粒子的分散。Ir具有优异的C-C键断裂性能,在低温下即可实现乙醇的完全转化,而在高温区具有很好的甲烷重整性能,可获得很高的氢气产率。

车载燃料电池用铂基催化剂的研究进展

能源危机和环境污染是车载燃料电池发展的主要驱动力。电催化剂的性能和成本是制约其实现商业化的关键因素之一。目前,车载燃料电池用催化剂主要是铂(Pt)基催化剂,文章对质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和甲酸燃料电池三种车载燃料电池用铂基催化剂的研究进行综述,并对其存在的问题进行了分析和讨论。

汽车催化剂试样消解方法的研究进展

试样的消解方法是样品分析预处理的研究热点之一。针对汽车催化剂中铂族金属(主要是铂、钯、铑)的预处理和检测问题,归纳总结了催化剂试样的消解方法(主要是酸溶法、碱熔融法、火试金法),阐述其利弊,为分析和测试铂族金属选择适宜的试样预处理方法,并对其今后的发展进行了展望。

Pd-Rh/AlCeZrO_x催化剂的制备及性能评价研究

采用溶胶-凝胶法制备了新型Pd-Rh/AlCeZrO_x催化剂。利用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、差热-热重分析(H2-TG)和氢气程序升温还原(H2-TPR)技术研究了不同焙烧温度条件下Pd-Rh/AlCeZrO_x催化剂的比表面积、物相结构、储氧量及氧化还原性能。结果表明,该催化剂热稳定性好,储氧量高。800℃焙烧4 h后,其比表面积和储氧量分别为176.88 m2/g和743.67μmol/g;1000℃焙烧4 h后,贵金属颗粒小于10 nm。分别在模拟天然气(CNG)车尾气和汽油车尾气氛围下的整体式小样性能评价表明,该催化剂可用于CNG车尾气的净化,其最佳空燃比(α)范围为0.978~1.025;也可用于汽油车尾气的净化,最佳空燃比α≈1。

钯催化剂在邻氯硝基苯加氢反应中的研究进展

在邻氯硝基苯加氢制备邻氯苯胺的反应中,钯催化剂的催化活性高,但因易脱氯生成副产物苯胺,限制了钯催化剂在该工艺中的应用。综述了4类钯基催化剂在抑制脱氯副反应、提高选择性和转化率的研究进展。单钯催化剂的性能受纳米钯尺寸、载体性能和反应条件的影响较大;双、多金属钯基催化剂通过金属助剂的协同和增强效应提高了选择性;有机络合物钯基催化剂和非晶态钯基催化剂具有特别的潜能,但相关研究尚处在起步阶段。基于分析,展望了钯催化剂的研究方向。