高效碳烟颗粒消除催化剂的设计与应用

摘要

机动车尾气作为典型的多介质污染物,其排放的碳烟颗粒和氮氧化物是造成空气污染的重要原因,尤其是碳烟颗粒严重危害公众身心健康和国家形象并制约环境可持续发展.因此,开展消除碳烟污染研究对保护公众身心健康、维护国家形象和保持环境可持续发展具有重要意义;这不仅是当前大气科学研究面临的前沿课题,也是环境化学领域研究的前沿焦点与热点.本课题组通过合理设计与调控催化剂结构，成功开发了系列高效碳烟颗粒消除催化剂，为解决碳烟污染提供了新思路。成功构筑了系列三维有序大孔结构的MCr2O4（M=Co,Ni,Zn,Mn）、CuO-CeO2和Co3O4-CeO2复合氧化物催化剂，系统阐述了孔结构对碳烟消除的促进作用；成功开发了系列不同晶面暴露的Co3O4、ɑ-Mn2O3及Mn3O4催化剂，系统研究并揭示了晶面效应对碳烟消除的调控作用；制备了CuO/CeO2和CuO/Mn2O3介孔纳米片催化剂，该类催化剂因具有较大的外比表面，有效增大了催化剂与碳烟的接触界面，提升了接触效率，促进了碳烟消除；为新型高效碳烟颗粒消除催化剂的研发提供了新途径。