【学术视频】第十九届全国催化学术会议 | 济南大学张昭良教授

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图 | 张昭良

题   目：碳烟催化燃烧：从“隔山打牛”到“多管齐下”

报告人：张昭良

单   位：济南大学

时   间：2019-10-16

地   点：重庆悦来国际会议中心

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报告摘要

Soot燃烧为二氧化碳是满足重型柴油车国VI排放标准的必备技术，一般采用贵金属催化剂。但是，非贵金属的K基催化剂和氧化物催化剂是两类非常有潜力的替代者。

对K基催化剂，前期的工作表明K在本质上可充当催化活性物种，为此设计制备了具有隧道结构的K_xMn₈O₁₆型隐钾锰矿材料，将K离子放到分子孔道结构中，并用水洗掉外表面和孔口K，使K离子与Soot颗粒物理隔绝，结果仍发现了较好的活性和稳定性，而且K的含量与碳烟的本征燃烧速度呈现正相关性。将高氧化还原性的Mn换成相对惰性的Ti，即K_xTi₈O₁₆，可得到相似的结论，但活性比K_xMn₈O₁₆低。这一方面表明了K是活性物种成分而不仅仅是接触促进剂，另一方面，由于K离子限域在分子结构孔道中，避免了在含水气氛中的流失，从而提高了催化剂的稳定性。在该催化体系中，K离子本身并不与Soot接触，而是通过与K离子相连的O-M（M：载体金属）与Soot发生作用，也就是说K离子隔着O-M“山”，打到了Soot“牛”。

对氧化物催化剂，提高Soot和催化剂的接触是关键，为此将LaMnO₃选择性刻蚀La层，制备了具有多重效应的超薄MnO_2-x纳米片阵列，使Soot起燃温度创新低，T10约为200°C。在包括贵金属在内的Soot燃烧催化剂中，起燃温度最低。这对柴油车通常200-400°C的排气温度来说，可以实现低负荷情况下的DPF被动再生，同时低温燃烧也可降低对后续SCR催化剂的热冲击，提高SCR催化剂的寿命和效率。多重效应主要表现为：（i）内在的redox性能显著提高；（ii）纳米片促进了Soot与催化剂的紧密接触；（iii）NO-to-NO₂活性提高，而NO₂比O₂氧化Soot的温度要低，同时将固(催化剂)-固(Soot)反应转化为固(Soot)-气(NO₂)反应，进一步提高了接触。

个人简介

张昭良教授，博士生导师，分别在北京大学、山东大学和湖南大学获得博士（2000）、硕士（1997）和学士（1990）学位，在Korea Advanced Institute of Science and Technology完成博士后，曾任环保催化剂公司总工程师，在香港、英国和美国等地访学。主要从事机动车尾气催化净化、环境催化、稀土催化和锂硫化物电催化转化等领域的研究和应用。近年来，主持863、国家自然科学基金、美国能源基金会和山东省重点研发计划（重大关键技术）等项目，在ACS Catalysis, Applied Catalysis B: Environmental和Environmental Science & Technology等学术期刊发表SCI论文70多篇，以第一发明人获得授权国家发明专利17项，2018年获山东省科学技术奖自然科学奖二等奖。

会议简介

第十九届全国催化学术会议于2019年10月13-17日在重庆市召开。会议由中国化学会催化委员会主办，重庆大学承办。此次会议主题是“催化新时代”。“全国催化学术会议”每两年举办一次，近年来首次在西部地区召开，会议内容将涵盖催化在化工、能源、环境、材料、生物、制药、分析等领域的前沿技术发展和基础研究，以期达到推动原始创新、增加前沿交流、促进学科融合、推动技术进步的目的。

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