Commercial vehicles and diesel pass

Commercial vehicles and diesel passenger cars will be subjected in a near future to very stringent emission regulations regarding nitrogen oxides (NOx) and particulate. To handle these limits the use of exhaust after-treatment technologies is required. Different strategies have been proposed for lean-burn engines; one such strategy is the Diesel Particulate NOx Reduction (DPNR) system that accomplishes the simultaneous removal of NOx and particulate. In this thesis work the behavior of a model PtBa/Al2O3 and PtK/Al2O3 NSR catalyst in both NOx storage/reduction and soot oxidation is investigated. It is found that the presence of soot reduces the NOx storage capacity of the catalyst, evaluated in presence of water and CO2 in the feed stream in the range 200–350 °C and with different values of the NO inlet concentration. Besides the presence of soot favors the decomposition and the reduction of the stored nitrates, while soot is being oxidized. A direct reaction between the stored nitrates and soot is suggested, that has been explained on the basis of the surface mobility of the adsorbed nitrates. This soot oxidation pathway involves surface species and parallels the NO2-soot oxidation that occurs in the presence of gas-phase NO2. This has also been confirmed by dedicated TPD and TPO experiments. However the presence of soot does not appreciably affect the behavior of the catalysts in the reduction by H2 or CO of the stored nitrates, being in all cases N2 the major reaction product along with minor amounts of ammonia. Mechanistic aspects involved in the formation of N2 and of N2O during the reduction of gas-phase NO and of NOx stored over PtBa/Al2O3 catalyst are also investigated using unlabelled ammonia and labelled NO. It appears that N2 formation occurs primarily through the statistical coupling of N-atoms formed by dissociation of NOx- and NH3-related surface intermediates, although an SCR-pathway (involving the coupling of NH3- and NO-derived ad-species) is also likely to occur. It appears as well that the formation of nitrous oxide involves either the coupling of two adsorbed NO molecules or the recombination of an adsorbed NO molecule with an adsorbed NHx fragment. Mecanicistic aspects of NO oxidation reaction are also investigated with other catalytic systems of interest like Rh and Co-based catalysts. It is shown that NO oxidation on RhO2 and Co3O4 is limited by O2 activation at vacancies on oxygen-saturated surfaces, as also found on Pt and PdO. Oxygen binding energies set vacancy densities and turnover rates. One electron reductions accessible to RhO2 and Co3O4 facilitate O2 activation and allow faster 16O2-18O2 exchange and NO oxidation than expected from their oxygen binding strengths.
Abstract inglese: Commercial vehicles and diesel passenger cars will be subjected in a near future to very stringent emission regulations regarding nitrogen oxides (NOx) and particulate. To handle these limits the use of exhaust after-treatment technologies is required. Different strategies have been proposed for lean-burn engines; one such strategy is the Diesel Particulate NOx Reduction (DPNR) system that accomplishes the simultaneous removal of NOx and particulate. In this thesis work the behavior of a model PtBa/Al2O3 and PtK/Al2O3 NSR catalyst in both NOx storage/reduction and soot oxidation is investigated. It is found that the presence of soot reduces the NOx storage capacity of the catalyst, evaluated in presence of water and CO2 in the feed stream in the range 200–350 °C and with different values of the NO inlet concentration. Besides the presence of soot favors the decomposition and the reduction of the stored nitrates, while soot is being oxidized. A direct reaction between the stored nitrates and soot is suggested, that has been explained on the basis of the surface mobility of the adsorbed nitrates. This soot oxidation pathway involves surface species and parallels the NO2-soot oxidation that occurs in the presence of gas-phase NO2. This has also been confirmed by dedicated TPD and TPO experiments. However the presence of soot does not appreciably affect the behavior of the catalysts in the reduction by H2 or CO of the stored nitrates, being in all cases N2 the major reaction product along with minor amounts of ammonia. Mechanistic aspects involved in the formation of N2 and of N2O during the reduction of gas-phase NO and of NOx stored over PtBa/Al2O3 catalyst are also investigated using unlabelled ammonia and labelled NO. It appears that N2 formation occurs primarily through the statistical coupling of N-atoms formed by dissociation of NOx- and NH3-related surface intermediates, although an SCR-pathway (involving the coupling of NH3- and NO-derived ad-species) is also likely to occur. It appears as well that the formation of nitrous oxide involves either the coupling of two adsorbed NO molecules or the recombination of an adsorbed NO molecule with an adsorbed NHx fragment. Mecanicistic aspects of NO

Kết quả (Việt) 1:

Xe thương mại và động cơ diesel xe sẽ có thể phải chịu trong một tương lai gần khí thải nghiêm ngặt các quy định liên quan đến các ôxít nitơ (NOx) và hạt. Để xử lý các giới hạn sử dụng khí thải sau khi điều trị công nghệ là cần thiết. Chiến lược khác nhau đã được đề xuất cho động cơ nạc-đốt; một trong những chiến lược như vậy là hệ thống động cơ Diesel hạt NOx giảm (DPNR) hoàn thành việc loại bỏ đồng thời khử NOx và hạt. Trong tác phẩm luận hành vi của một mô hình PtBa/Al2O3 và chất xúc tác PtK/Al2O3 NSR NOx lí/giảm và Bồ hóng quá trình oxy hóa được điều tra. Chúng tôi tìm thấy sự hiện diện của Bồ hóng giảm dung lượng lưu trữ NOx của chất xúc tác, đánh giá trong sự hiện diện của nước và CO2 trong dòng suối nguồn cấp dữ liệu trong khoảng 200-350 ° C và với các giá trị khác nhau của không khí vào nồng độ. Bên cạnh đó sự hiện diện của Bồ hóng ủng hộ sự phân hủy và khử nitrat được lưu trữ, trong khi Bồ hóng bị ôxi hóa. Một phản ứng trực tiếp giữa lưu trữ nitrat và Bồ hóng được đề nghị, mà đã được giải thích trên cơ sở vận động trên bề mặt của các nitrat adsorbed. Con đường quá trình oxy hóa Bồ hóng này liên quan đến loài trên bề mặt và song song với quá trình oxy hóa Bồ hóng NO2 xảy ra sự hiện diện của giai đoạn khí NO2. Điều này cũng đã được xác nhận bởi các thí nghiệm TPD và TPO chuyên dụng. Tuy nhiên sự hiện diện của Bồ hóng không appreciably ảnh hưởng đến hành vi của chất xúc tác trong việc giảm bằng H2 hoặc CO các nitrat được lưu trữ là trong mọi trường hợp N2 sản phẩm phản ứng lớn cùng với một lượng nhỏ của amoniac. Mechanistic các khía cạnh liên quan đến sự hình thành của N2 và N2O trong việc giảm các giai đoạn khí NO và của NOx được lưu trữ trên PtBa/Al2O3 chất xúc tác cũng điều tra bằng cách sử dụng unlabelled amoniac và dán nhãn NO. Nó xuất hiện rằng N2 hình xảy ra chủ yếu thông qua các khớp nối thống kê của N nguyên tử được hình thành bởi các phân ly của NOx và NH3 liên quan trung gian bề mặt, mặc dù một con đường SCR (liên quan đến các khớp nối của NH3 và không có nguồn gốc quảng cáo-loài) cũng là khả năng xảy ra. Nó xuất hiện cũng như là sự hình thành của nitơ oxit liên quan đến một trong hai các khớp nối của hai adsorbed không có phân tử hoặc gen của một adsorbed không có phân tử với một NHx adsorbed đoạn. Mecanicistic các khía cạnh của không có phản ứng oxy hóa cũng điều tra với hệ thống chất xúc tác khác quan tâm như Rh và hợp tác dựa trên chất xúc tác. Chúng tôi hiển thị quá trình oxy hóa NO trên RhO2 và Co3O4 được giới hạn bởi O2 kích hoạt tại các vị trí trên bề mặt oxy bão hòa, như cũng được tìm thấy trên Pt và PdO. Nguồn năng lượng oxy ràng buộc đặt mật độ vị trí tuyển dụng và tỷ lệ doanh thu. Cắt giảm một điện tử có thể truy cập RhO2 và Co3O4 tạo điều kiện kích hoạt O2 và cho phép nhanh hơn 16O2-18O2 trao đổi và không có trạng thái ôxi hóa hơn mong đợi từ thế mạnh ràng buộc oxy của họ.Abstract inglese: Commercial vehicles and diesel passenger cars will be subjected in a near future to very stringent emission regulations regarding nitrogen oxides (NOx) and particulate. To handle these limits the use of exhaust after-treatment technologies is required. Different strategies have been proposed for lean-burn engines; one such strategy is the Diesel Particulate NOx Reduction (DPNR) system that accomplishes the simultaneous removal of NOx and particulate. In this thesis work the behavior of a model PtBa/Al2O3 and PtK/Al2O3 NSR catalyst in both NOx storage/reduction and soot oxidation is investigated. It is found that the presence of soot reduces the NOx storage capacity of the catalyst, evaluated in presence of water and CO2 in the feed stream in the range 200–350 °C and with different values of the NO inlet concentration. Besides the presence of soot favors the decomposition and the reduction of the stored nitrates, while soot is being oxidized. A direct reaction between the stored nitrates and soot is suggested, that has been explained on the basis of the surface mobility of the adsorbed nitrates. This soot oxidation pathway involves surface species and parallels the NO2-soot oxidation that occurs in the presence of gas-phase NO2. This has also been confirmed by dedicated TPD and TPO experiments. However the presence of soot does not appreciably affect the behavior of the catalysts in the reduction by H2 or CO of the stored nitrates, being in all cases N2 the major reaction product along with minor amounts of ammonia. Mechanistic aspects involved in the formation of N2 and of N2O during the reduction of gas-phase NO and of NOx stored over PtBa/Al2O3 catalyst are also investigated using unlabelled ammonia and labelled NO. It appears that N2 formation occurs primarily through the statistical coupling of N-atoms formed by dissociation of NOx- and NH3-related surface intermediates, although an SCR-pathway (involving the coupling of NH3- and NO-derived ad-species) is also likely to occur. It appears as well that the formation of nitrous oxide involves either the coupling of two adsorbed NO molecules or the recombination of an adsorbed NO molecule with an adsorbed NHx fragment. Mecanicistic aspects of NO

Kết quả (Việt) 2:

Xe thương mại và xe ô tô chở khách động cơ diesel sẽ phải chịu trong một tương lai gần để quy định khí thải nghiêm ngặt về các oxit nitơ (NOx) và hạt. Để xử lý những giới hạn việc sử dụng các công nghệ thải sau khi điều trị là cần thiết. Chiến lược khác đã được đề xuất cho động cơ nạc đốt; một chiến lược như vậy là hệ thống Diesel Particulate NOx giảm (DPNR) mà hoàn thành việc loại bỏ đồng thời của NOx và bụi. Trong luận án này làm việc hành vi của một mô hình PtBa / Al2O3 và PTK / Al2O3 NSR chất xúc tác trong cả NOx lưu trữ / giảm quá trình oxy hóa và muội than được điều tra. Nó được tìm thấy rằng sự hiện diện của bồ hóng làm giảm khả năng lưu trữ NOx của chất xúc tác, đánh giá trong sự hiện diện của nước và CO2 trong dòng thức ăn trong khoảng 200-350 ° C và có giá trị khác nhau của nồng độ NO đầu vào. Bên cạnh đó sự hiện diện của bồ hóng ủng hộ sự phân hủy và giảm các nitrat được lưu trữ, trong khi lượng bụi là không bị oxy hóa. Một phản ứng trực tiếp giữa các nitrat được lưu trữ và bồ hóng được đề nghị, mà đã được giải thích trên cơ sở của sự di chuyển trên bề mặt của các nitrat hấp thụ. Con đường oxy hóa bồ hóng này liên quan đến các loài bề mặt và song song với quá trình oxy hóa NO2-muội xảy ra trong sự hiện diện của khí pha NO2. Điều này cũng đã được xác nhận bởi TPD chuyên dụng và các thí nghiệm TPO. Tuy nhiên sự có mặt của muội không đáng kể ảnh hưởng đến hành vi của các chất xúc tác trong việc giảm bởi H2 hoặc CO của các nitrat được lưu trữ, được ở tất cả các trường hợp N2 sản phẩm phản ứng lớn cùng với lượng nhỏ amoniac. Các khía cạnh cơ giới tham gia vào sự hình thành của N2 và N2O trong việc giảm khí pha NO và NOx được lưu trữ trên PtBa / Al2O3 chất xúc tác cũng được khảo sát bằng amoniac không dán nhãn và dán nhãn NO. Nó xuất hiện rằng sự hình thành N2 xảy ra chủ yếu thông qua các khớp nối thống kê của N nguyên tử được hình thành bởi sự phân ly của NOx- và NH3 liên quan đến chất trung gian bề mặt, mặc dù một SCR-đường (liên quan đến các khớp nối của NH3- và NO có nguồn gốc từ quảng cáo loài) cũng là khả năng xảy ra. Có vẻ như cũng là sự hình thành các oxit nitơ liên quan đến hoặc các khớp nối của hai hấp thụ phân tử NO hoặc tái tổ hợp của một phân tử NO hấp phụ với một NHX đoạn hấp thụ. Khía cạnh Mecanicistic của NO phản ứng oxy hóa cũng được khảo sát bằng hệ thống xúc tác quan tâm khác như các chất xúc tác Rh và Co-based. Nó được thể hiện rằng NO oxy hóa trên RhO2 và Co3O4 bị hạn chế bởi O2 hoạt hóa ở vị trí tuyển dụng trên các bề mặt oxy bão hòa, cũng như tìm thấy trên Pt và PDO. Oxygen năng lượng liên kết thiết lập mật độ vị trí tuyển dụng và tỷ lệ doanh thu. Một giảm electron truy cập để RhO2 và Co3O4 tạo điều kiện O2 kích hoạt và cho phép nhanh hơn 16O2-18O2 trao đổi và NO oxy hóa hơn so với dự kiến từ mạnh ràng buộc oxy của họ.
Tóm tắt inglese: xe thương mại và xe ô tô chở khách động cơ diesel sẽ phải chịu trong một tương lai gần để quy định khí thải nghiêm ngặt về các oxit nitơ (NOx) và hạt. Để xử lý những giới hạn việc sử dụng các công nghệ thải sau khi điều trị là cần thiết. Chiến lược khác đã được đề xuất cho động cơ nạc đốt; một chiến lược như vậy là hệ thống Diesel Particulate NOx giảm (DPNR) mà hoàn thành việc loại bỏ đồng thời của NOx và bụi. Trong luận án này làm việc hành vi của một mô hình PtBa / Al2O3 và PTK / Al2O3 NSR chất xúc tác trong cả NOx lưu trữ / giảm quá trình oxy hóa và muội than được điều tra. Nó được tìm thấy rằng sự hiện diện của bồ hóng làm giảm khả năng lưu trữ NOx của chất xúc tác, đánh giá trong sự hiện diện của nước và CO2 trong dòng thức ăn trong khoảng 200-350 ° C và có giá trị khác nhau của nồng độ NO đầu vào. Bên cạnh đó sự hiện diện của bồ hóng ủng hộ sự phân hủy và giảm các nitrat được lưu trữ, trong khi lượng bụi là không bị oxy hóa. Một phản ứng trực tiếp giữa các nitrat được lưu trữ và bồ hóng được đề nghị, mà đã được giải thích trên cơ sở của sự di chuyển trên bề mặt của các nitrat hấp thụ. Con đường oxy hóa bồ hóng này liên quan đến các loài bề mặt và song song với quá trình oxy hóa NO2-muội xảy ra trong sự hiện diện của khí pha NO2. Điều này cũng đã được xác nhận bởi TPD chuyên dụng và các thí nghiệm TPO. Tuy nhiên sự có mặt của muội không đáng kể ảnh hưởng đến hành vi của các chất xúc tác trong việc giảm bởi H2 hoặc CO của các nitrat được lưu trữ, được ở tất cả các trường hợp N2 sản phẩm phản ứng lớn cùng với lượng nhỏ amoniac. Các khía cạnh cơ giới tham gia vào sự hình thành của N2 và N2O trong việc giảm khí pha NO và NOx được lưu trữ trên PtBa / Al2O3 chất xúc tác cũng được khảo sát bằng amoniac không dán nhãn và dán nhãn NO. Nó xuất hiện rằng sự hình thành N2 xảy ra chủ yếu thông qua các khớp nối thống kê của N nguyên tử được hình thành bởi sự phân ly của NOx- và NH3 liên quan đến chất trung gian bề mặt, mặc dù một SCR-đường (liên quan đến các khớp nối của NH3- và NO có nguồn gốc từ quảng cáo loài) cũng là khả năng xảy ra. Có vẻ như cũng là sự hình thành các oxit nitơ liên quan đến hoặc các khớp nối của hai hấp thụ phân tử NO hoặc tái tổ hợp của một phân tử NO hấp phụ với một NHX đoạn hấp thụ. Khía cạnh Mecanicistic của NO