科学家发现硫酸氢盐会抑制柴油发动机催化剂的功效

耶鲁国大学的一组研究人员与瑞典科学家合作发现,废气流中的硫酸氢盐物种与降低柴油发动机废气修复催化剂的有效性密切相关。他们的发现为合成更多的耐硫催化剂和开发柴油动力货运车辆催化剂系统的再生策略铺平了道路。

耶鲁大学国立大学博士后研究员Susanna Liljegren Bergman和Vitaly Mesilov,本科生肖扬(2021年级)和科学教授(化学)史蒂文·贝纳塞克进行了这项研究。

他们与瑞典的Sandra Dahlin和Lars Pettersson教授以及新加坡国立大学的新加坡同步加速器光源的Xi Shibo博士合作。

研究方法

  • 他们利用原位温度相关的Cu K边缘X射线吸收光谱技术来精确分析硫氧化物如何影响铜交换菱沸石骨架(Cu-CHA)催化剂。
  • 由具有菱沸石骨架(Cu-CHA)的铜交换沸石组成的催化剂是目前降低柴油发动机高毒性氮氧化物排放的最有效方法。
  • 但是,较早的研究表明,柴油排气中还存在的硫氧化物会降低Cu-CHA催化剂的功效,这会带来一个问题,因为该催化剂在防止氮氧化物逸入大气中的作用减弱。

研究成果

  • 在这项研究中,研究人员发现,柴油机中催化剂的有效性受废气流中硫酸氢盐的存在或形成的影响最大。
  • 了解柴油发动机催化剂如何受到柴油中存在的硫氧化物影响,将有助于开发更有效的催化剂,减少柴油机排放的氮氧化物。
  • 随着对硫酸盐影响催化剂的方式有了更深入的了解,可以做进一步的工作来研究如何减轻负面影响。

重大意义

  • 另外,关于硫酸盐的发现也可以用于其他研究,该研究涉及生物柴油燃料中存在的磷和磷氧化物对催化剂性能的影响。这可能会导致为生物柴油驱动的发动机创建更有效的催化剂。
  • 这项对催化剂失活机理的基础研究结果为开发新催化剂和新催化剂再生方案提供了基础。更有效,更耐用的废气修复催化剂可通过减少氮氧化物的排放并实现对环境的改善而造福于环境。
  • 使用更高效的发动机,减少总体碳排放,这有助于减少持续短期使用化石燃料的影响,并加快我们向碳中和生物燃料的过渡。

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