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颗粒物催化氧化技术是一种高效、可靠的柴油机颗粒物净化技术,价廉、高效的颗粒物氧化催化剂是该技术大规模推广、应用的前提,也是国内外相关领域的研究热点。本文针对取代型钙钛矿复合氧化物催化剂在碳质微粒氧化反应中催化活性变化规律及催化反应机理开展了一系列研究工作,取得了如下结果:(1)采用溶胶-凝胶法制备了La1-xCexMnO3和La0.8Ce0.2Mn1-yCoyO3两个系列的钙钛矿型催化剂样品,晶相研究发现,当Ce取代量不超过x=0.2时,取代型催化剂具有比较完整的钙钛矿晶相结构。(2)随Ce取代量的增加,催化剂微晶颗粒粒径减小,但颗粒间的团聚程度提高,比表面积先增加,再降低;随Co取代量增加,催化剂微晶粒径减小,而比表面积增加,但Co取代量的变化对微晶粒径和比表面积影响相对较小。此外,随Ce、Co取代量的提高,催化剂钙钛矿结构中BO6八面体结构的不对称性增加,且其中Mn-O键的键长也有所增长。(3)Ce的取代增加了样品中晶格氧的流动性,而Co的取代却降低了晶格氧的流动性。此外,催化剂样品中Ce的取代会显著降低表面吸附氧(α-O2)和晶格氧(β-O2)的含量,同时,Ce取代还增强了钙钛矿结构中Mn3+物种的可还原性;而Co的取代能够进一步降低α-O2的含量,但会增加β-O2的含量,且Co取代对β-O2含量的影响程度更大。(4)对于La1-xCexMnO3系列催化剂,Ce部分取代A位的La可以提高LaMnO3催化剂催化碳质颗粒物氧化反应的催化活性,降低反应的特征温度和活化能。对于La1-xCexMnO3系列催化剂催化的碳烟氧化反应,当x≤0.4时,催化剂的催化活性随Ce取代量的增加而提高;x>0.4后,催化剂样品的活性变化已不明显,La0.6Ce0.4MnO3催化剂的催化活性相对最高。对于La1-xCexMn1-yCoyO3催化剂,Co的B位取代却削弱了Ce对催化活性的改善作用,含Co催化剂的反应活化能介于LaMnO3和La0.8Ce0.2MnO3催化剂之间。(5)NO2组分的存在改善了La1-xCexMnO3系列催化剂催化碳烟氧化反应的活性,降低了催化反应的特征温度和活化能,特别是对LaMnO3催化剂的改善效果较为明显。但NO2的存在并未改变取代量对La1-xCexMnO3系列催化剂催化活性的影响规律,La0.6Ce0.4MnO3催化剂的催化活性依然最高。