鉀鹽負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化氧化碳煙的活性及穩(wěn)定性分析

唐 程， 孫 平， 劉軍恒， 嵇 乾， 黃 超

(江蘇大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

柴油機(jī)顆粒捕集器(diesel particulate filter，DPF)作為去除顆粒物最有效的手段，但是也存在著堆積的顆粒使柴油機(jī)排氣背壓升高，從而導(dǎo)致缸內(nèi)燃燒惡化的問題.一般來說，碳煙的燃燒溫度在650 ℃左右，實(shí)際發(fā)動機(jī)的排氣溫度約為150 ～ 500 ℃，在DPF上涂覆合適的催化劑可以降低碳煙的起燃溫度，達(dá)到實(shí)現(xiàn)DPF連續(xù)被動再生的目的[1].

CeO2憑借其優(yōu)異的儲釋氧能力(oxygen storage capacity，OSC)而備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注[2-3]，在汽車三元催化等方面得到了廣泛的應(yīng)用.與貴金屬相比，其價格低廉，且抗硫性能優(yōu)異.但是單組分的CeO2催化能力有限，因此迫切需要開發(fā)新型的CeO2基催化劑.

過渡金屬元素Mn具有較強(qiáng)的氧化能力，許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究. N. D. WASALATHANTHRI等[4]發(fā)現(xiàn)MnOx在碳煙催化中具有很強(qiáng)的活性，Mn2O3和MnO2在NOx的協(xié)同作用下可以快速氧化碳煙. ZHANG H. L.等[5]發(fā)現(xiàn)MnOx具有很強(qiáng)的氧化能力，鈰錳固溶體能更好地促進(jìn)氧的流動，氧空位的數(shù)量也急劇增加.

在碳煙催化氧化的過程中，鉀鹽由于本身具有良好的催化活性，并且也能作為催化劑的助劑提高催化活性.大量研究表明鉀鹽負(fù)載的催化劑可以促進(jìn)碳煙的燃燒和NOx存儲. C. A. QUERINI等[6]發(fā)現(xiàn)，由于鉀鹽的存在使得催化劑具有較好的表面移動性和揮發(fā)性，顯著提升催化劑對碳煙的催化活性. SUN M.等[7]制備了不同鉀鹽負(fù)載K/Co3O4催化劑，將碳煙與催化劑混合至松散接觸環(huán)境，研究了催化劑對碳煙氧化活性的影響.結(jié)果表明：鉀鹽作為一種催化助劑，不僅有利于碳煙與催化劑的接觸，并且隨著鉀鹽含量的增加，K離子進(jìn)入晶格內(nèi)部，引起了晶格畸變，釋放出具有更好催化活性的Co3+. M.A.PERALTA等[8]采用KNO3、KOH和K2CO3制備了不同鉀鹽負(fù)載的K/La2O3系列催化劑，通過對CO2吸附-解析動力學(xué)的分析，研究了不同的鉀鹽前驅(qū)體負(fù)載對碳煙燃燒活性的影響.結(jié)果表明：催化劑的相互作用強(qiáng)度取決于鉀鹽前驅(qū)體，其活性由大到小為KOH、KNO3、K2CO3. ZHANG Z. L.等[9]研究了KNO3和K2CO3負(fù)載鎂鋁水滑石基催化劑對柴油機(jī)碳煙燃燒的影響.結(jié)果表明：鉀鹽對催化劑的活性具有較大的促進(jìn)作用，且在與碳煙反應(yīng)后未發(fā)現(xiàn)催化劑失活，由于K和Mg(Al)之間的相互作用削弱了Mg(Al)—O鍵，促進(jìn)了氧物種的流動性.

梁新華等[10]研究發(fā)現(xiàn)Ce1-xMnxO2系列催化劑中Ce0.5Mn0.5O2對碳煙催化氧化具有最佳的氧化活性.因此，筆者擬將鉀鹽KOH和KNO3負(fù)載到Ce0.5Mn0.5O2催化劑上，制備一系列nK-Ce0.5Mn0.5O2催化劑，利用熱重分析儀在不同氣氛下對催化劑催化氧化碳煙的活性進(jìn)行評價，同時通過程序升溫氧化試驗(yàn)對催化劑的穩(wěn)定性進(jìn)行研究.采用X-射線粉末衍射考察程序升溫氧化試驗(yàn)前后催化劑結(jié)構(gòu)的變化，研究不同鉀鹽對Ce0.5Mn0.5O2催化氧化活性和穩(wěn)定性的影響.

1 試驗(yàn)部分

1.1 催化劑的制備

通過檸檬酸溶膠凝膠法制備了一系列nK-Ce0.5Mn0.5O2催化劑.將一定量的Ce(NO3)3·6H2O、Mn(NO3)2·4H2O和檸檬酸充分溶解在去離子水中，控制Ce/Mn摩爾質(zhì)量比為1 ∶1，其中檸檬酸物質(zhì)的量與溶液中金屬離子總物質(zhì)的量相同.將配制好的溶液在80 ℃恒溫水浴條件下攪拌蒸發(fā)形成淡黃色的膠狀體，由此產(chǎn)生的膠狀體在120 ℃下干燥12 h.然后置于馬弗爐中以 600 ℃的溫度煅燒4 h，研磨后得到黑色粉末狀固體，即為Ce0.5Mn0.5O2催化劑.以KNO3作為前驅(qū)體，將Ce0.5Mn0.5O2催化劑粉末浸漬在含有一定量的KNO3溶液中，置于超聲波震蕩儀中攪拌20 min，在真空常溫狀態(tài)下干燥20 h后，隨后在烘箱中干燥2 h，最后，在馬弗爐中以400 ℃的溫度煅燒3 h，研磨后得到粉末狀KNO3負(fù)載的nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2(n=0.05、0.20和0.50)催化劑.相同的方法以KOH為浸漬液，制得KOH負(fù)載的nKOH-Ce0.5Mn0.5O2催化劑.

1.2 碳煙的采集

用于活性和穩(wěn)定性評價的顆粒物采集于濰柴動力揚(yáng)州柴油機(jī)廠生產(chǎn)的YZ4DA1型四缸直列增壓中冷柴油機(jī)，工況采集點(diǎn)設(shè)定為柴油機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，轉(zhuǎn)速為1 800 r·min-1、100%負(fù)荷為試驗(yàn)工況點(diǎn)，單次采集時間為1 200 s，多次循環(huán)采樣.柴油機(jī)排氣顆粒通過AVLSPC472分析儀進(jìn)行部分流稀釋采集得到，采樣比設(shè)置為3%，質(zhì)量流量為1.5 g·s-1，在進(jìn)入采集濾紙前柴油機(jī)排氣先在稀釋通道中保持52 ℃，最后使用雙層濾紙采集得到試驗(yàn)用顆粒.將采集到的顆粒溶于無水乙醇中，在超聲波震蕩器中震蕩30 min去除顆粒中的可溶性有機(jī)物(soluble organic fraction，SOF)，將溶劑過濾處理后得到不含SOF的碳煙.

1.3 催化劑的活性和穩(wěn)定性評價方法

1.3.1熱重分析試驗(yàn)

熱重(thermogravimetric，TG)試驗(yàn)在METTELR公司生產(chǎn)的TGA/DSCI型熱重分析儀上進(jìn)行，根據(jù)DPF載體中的催化劑涂敷量和碳煙的加載量，將制備的系列催化劑與碳煙以質(zhì)量比為9 ∶1的比例充分研磨混合，得到試驗(yàn)所需樣品.每次試驗(yàn)稱取10 mg的樣品放入熱重分析儀坩堝中，不同樣品分別在10%O2+N2和0.15%NO+10%O2+N2氛圍下進(jìn)行升溫氧化(0.15%NO約為所用柴油機(jī)額定工況下的排放數(shù)值)，升溫速率為10 ℃·min-1，升溫區(qū)間選擇為40～800 ℃，反應(yīng)流量為100 mL·min-1.其中選擇NO是因?yàn)椴裼蜋C(jī)排氣中的NOx中90%以上為NO，10%O2比較接近實(shí)際柴油機(jī)排氣的O2體積分?jǐn)?shù)，N2為保護(hù)氣.試驗(yàn)過程中基于碳煙不同特征溫度對催化劑活性進(jìn)行分析，定義如下：ti為碳煙的質(zhì)量損失達(dá)到其總質(zhì)量10%所對應(yīng)的溫度點(diǎn)(碳煙的起燃溫度)；tm為干碳煙的最大失重速率對應(yīng)的溫度(碳煙的峰值燃燒溫度)；tf為碳煙的質(zhì)量損失達(dá)到其總質(zhì)量90%所對應(yīng)的溫度點(diǎn)(碳煙的燃盡溫度).

1.3.2程序升溫氧化試驗(yàn)

程序升溫氧化(temperature programmed oxidation，TPO)試驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由供氣系統(tǒng)、程序升溫催化反應(yīng)系統(tǒng)和排氣檢測系統(tǒng)組成.供氣系統(tǒng)由O2/He、He組成，配備有質(zhì)量流量計、混合器和過濾器等.程序升溫催化反應(yīng)系統(tǒng)由程序升溫控制系統(tǒng)、樣品室和反應(yīng)管等組成.其原理是以一定的升溫速率改變催化劑樣品的溫度，當(dāng)混合氣體通過積碳的催化劑表面時，流經(jīng)樣品表面的O2在一定溫度下與碳煙發(fā)生反應(yīng)，通過排氣檢測系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)，可得輸出信號-時間的曲線，所得譜圖即為TPO譜.

圖1 催化劑穩(wěn)定性評價實(shí)驗(yàn)臺示意圖

試驗(yàn)方法如下：稱取50 mg的樣品放入固定好的石英反應(yīng)器中，通入流量為100 mL·min-1的10%O2+He混合氣模擬柴油機(jī)尾氣氛圍，在400 ℃的恒溫環(huán)境中氧化處理60 min以上.最后在出口處用氣相色譜儀檢測反應(yīng)器出口的CO2體積分?jǐn)?shù)，通過計算催化劑反應(yīng)前后CO2體積比的變化考察催化劑的穩(wěn)定性. 催化劑反應(yīng)前后CO2的體積比為

(1)

式中：φ1為反應(yīng)器出口氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)；φ2為反應(yīng)器出口氣體中O2的體積分?jǐn)?shù).

1.4 催化劑的表征

用X-射線粉末衍射(X-ray diffractometer，XRD)來分析TPO試驗(yàn)前后催化劑晶型結(jié)構(gòu)的變化，采用德國Bruker AXS公司的D8-advance型X射線衍射儀，輻射源采用Cu Kα(波長為0.154 18 nm)，工作電壓為40 kV，電流為20 mA，廣角衍射掃描范圍為10°～80°，掃描步幅為0.02°.

2 結(jié)果與討論

2.1 鉀鹽負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化氧化活性

為了研究柴油機(jī)排氣中的NOx對催化劑催化氧化碳煙性能的影響，分別在10%O2+N2(氛圍1)和10%O2+0.15%NO+N2(氛圍2)的氣體氛圍下開展熱重試驗(yàn)，探究在NO環(huán)境下，不同類型的鉀鹽以及鉀鹽負(fù)載比例對Ce0.5Mn0.5O2催化劑催化氧化碳煙性能的影響.

2.1.1KNO3負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2下催化氧化活性

KNO3負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑在不同的氣體氛圍下對碳煙進(jìn)行活性測試的熱重和微商熱重(derivative thermogravimetry，DTG)曲線如圖2所示.不同催化劑樣品作用下碳煙氧化的3個特征溫度如表1所示.

圖2 KNO3負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化劑作用下柴油機(jī)碳煙的TG和DTG曲線

表1 KNO3負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化劑作用下

從圖2a、b和表1可以看出：在Ce0.5Mn0.5O2催化劑的作用下，ti下降到349 ℃，tm、tf分別下降到426、502 ℃；當(dāng)KNO3負(fù)載到Ce0.5Mn0.5O2催化劑后，與Ce0.5Mn0.5O2催化劑作用相比，負(fù)載量n分別為0.05、0.20、0.50時，ti分別下降了 74、76、61 ℃，tm分別下降了61、77、22 ℃，tf分別下降了41、64、18 ℃；與Ce0.5Mn0.5O2催化劑作用相比，KNO3負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑活性更高，當(dāng)n=0.20時，0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2表現(xiàn)出最好的催化活性，對碳煙的氧化作用達(dá)到最強(qiáng)，此時，tm為349 ℃.

從圖2c、d和表1可以看出：在氛圍2中，Ce0.5Mn0.5O2催化劑的ti、tm、tf相比于在氛圍1中略有下降，分別下降了13、7、22 ℃，說明NO能夠提升催化劑的活性；nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化劑各特征溫度ti、tm、tf都存在不同程度的下降，相對于氛圍1，n分別為0.05、0.20、0.50時，ti分別下降了10、15、15 ℃，tm分別下降了0、15、23 ℃，tf分別下降了42、58、20 ℃.催化劑的各項(xiàng)特征溫度的下降說明催化劑對碳煙的催化氧化活性得到了進(jìn)一步提高.并且NO的引入使得催化劑的活性得到了提高，對碳煙的氧化起到了促進(jìn)作用，同時NO還與KNO3發(fā)生協(xié)同反應(yīng)生成了更多的氧空位從而促進(jìn)了活性氧物種的生成.但是，NO的加入并沒有改變不同比例的催化劑的活性順序，0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化劑仍然表現(xiàn)出了最好的催化活性.

2.1.2KOH負(fù)載催化劑氧化碳煙

KOH負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑在不同氣體氛圍下催化氧化碳煙的熱重試驗(yàn)得到的失重特征溫度如表2所示.

表2 KOH負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化劑作用下

從表2可以看出：在氛圍1下，n分別為0.05、0.20、0.50時，ti由349 ℃分別下降到342、318、295 ℃，tm由426 ℃分別下降到421、385、373 ℃，tf由502 ℃分別下降到460、455、441 ℃，特征溫度的下降說明KOH負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑促進(jìn)了碳煙的催化氧化，降低了碳煙燃燒所需要的溫度；當(dāng)n=0.50時，0.50KOH-Ce0.5Mn0.5O2的活性達(dá)到最佳，此時tm下降到373 ℃;在氛圍2下，不同KOH負(fù)載量的Ce0.5Mn0.5O2催化劑的ti、tm、tf進(jìn)一步下降，n分別為0.05、0.20、0.50時，氛圍2相比于氛圍1，ti分別下降了62、60、45 ℃，tm分別下降了64、54、54 ℃，tf分別下降了24、56、61 ℃.說明NO的加入產(chǎn)生了協(xié)同催化作用，碳煙的特征溫度進(jìn)一步下降.

2.1.3不同催化劑對碳煙氧化活性影響的對比

KOH與KNO3負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化劑的特征溫度對比如圖3所示.

圖3 催化劑中鉀鹽負(fù)載量對碳煙峰值燃燒溫度的影響

從圖3a可以看出：在氛圍1下，KOH與KNO3負(fù)載在催化劑上對碳煙的催化氧化過程都起到了一定的促進(jìn)作用，但是兩者的負(fù)載量與燃燒溫度的關(guān)系表現(xiàn)出了不同規(guī)律；KOH負(fù)載量為0.05時，對催化劑的活性改變并不明顯，tm略微下降；隨著KOH負(fù)載量增加到0.20時，催化劑對碳煙的催化效果隨著KOH負(fù)載量的增加逐漸提升；當(dāng)KOH負(fù)載量達(dá)到0.50時，催化劑表現(xiàn)出最好的活性，而KNO3負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑卻表現(xiàn)出截然不同的規(guī)律；當(dāng)KNO3負(fù)載量小于0.20時，催化劑對碳煙的催化能力隨著負(fù)載量的增加而增加，但是當(dāng)負(fù)載量超過0.20時，過量的KNO3反而會導(dǎo)致催化劑活性的下降.這主要是由于過量的KNO3會包覆在催化劑的表面，阻礙催化劑與碳煙的接觸和氧物種的流通，使得催化劑的活性降低.而KOH負(fù)載的催化劑則不存在這一現(xiàn)象，KOH負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑對碳煙表現(xiàn)出了連續(xù)催化作用.這是由于K的化學(xué)狀態(tài)影響表面的堿性，從而形成了碳酸鹽，使得催化劑的催化活性增加[11].

在氛圍1下，KNO3負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑表現(xiàn)出了更好的催化活性.這主要由于KOH與KNO3負(fù)載的催化劑在催化碳煙的燃燒速率和催化機(jī)理存在著差別.相較于KOH負(fù)載的催化劑，nKNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化碳煙的峰值燃燒溫度更低，并且氧化速率更快，這種差別是取決于KOH和KNO3的化學(xué)特性.鉀鹽在高溫狀態(tài)下處于液相狀態(tài)，這種熔融狀態(tài)的金屬有利于碳煙與催化劑的接觸，并且具有良好的穩(wěn)定性和較高的熱容量，是很好的催化劑助劑.KOH和KNO3的熔點(diǎn)存在差異，KOH的熔點(diǎn)是380 ℃，KNO3的熔點(diǎn)是334 ℃，KNO3更容易在較低的溫度下處于熔融狀態(tài)[12].一方面，處于熔融狀態(tài)的鉀鹽改變了催化劑與碳煙的接觸方式，提高了催化劑與碳煙的接觸面積，從而有利于鉀鹽的流動，使得碳煙的燃燒溫度降低；另一方面，多余的鉀鹽覆蓋在了催化劑的表面，沒有與Ce—Mn產(chǎn)生協(xié)同作用，保留了它們本來的特性，與碳煙發(fā)生了反應(yīng)，進(jìn)一步提高了催化劑的性能，具體的反應(yīng)方程式如下：

(2)

(3)

從圖3b可以看出：在氛圍2下，KOH負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑在負(fù)載量較低時，其活性低于KNO3負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑，這可能是由于KOH含量較低時，KOH高度分散在了催化劑的表面，此時對碳煙的活性促進(jìn)作用較小；隨著負(fù)載量從0.05上升到0.50，催化劑的活性也在不斷增強(qiáng).KOH的負(fù)載會導(dǎo)致一部分K+進(jìn)入鈰錳固溶體的晶格內(nèi)部，與Ce—Mn產(chǎn)生協(xié)同作用，從而產(chǎn)生更多的氧空位，有利于碳煙的催化氧化.而多余的KOH則會與NO發(fā)生協(xié)同反應(yīng)：

(4)

(5)

而通過協(xié)同反應(yīng)生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽都有利于碳煙的催化氧化.

2.2 鉀鹽負(fù)載Ce0.5Mn0.5O2催化的穩(wěn)定性

催化劑在實(shí)際使用過程中的穩(wěn)定性至關(guān)重要.因此，對催化劑進(jìn)行了TPO試驗(yàn)來評估催化劑催化氧化碳煙的穩(wěn)定性.為了考察催化劑的穩(wěn)定性，將2種催化劑在相同的氛圍下(10%O2+He)進(jìn)行10次重復(fù)的碳煙催化燃燒試驗(yàn)，在每個新的循環(huán)之前添加20 mg碳煙.在緊密接觸條件下新鮮催化劑以及重復(fù)使用的鈰錳鉀催化劑循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示.

圖4 2種催化劑的TPO圖

從圖4a可以看出：0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化劑作用下循環(huán)1次的CO2體積分?jǐn)?shù)最大為2.25%，在經(jīng)過10次循環(huán)之后，CO2體積分?jǐn)?shù)最大為2.48%，并且曲線經(jīng)過試驗(yàn)循環(huán)之后發(fā)生了輕微的前移，0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化劑得到的TPO圖譜呈現(xiàn)出一個尖峰，這也意味著CO2體積分?jǐn)?shù)可以在更短的時間內(nèi)達(dá)到最大值，可以理解為催化劑逐步被激活.表明該催化劑在幾個循環(huán)后仍保持良好的反應(yīng)速率，0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2的催化劑對碳煙的催化氧化具有較好的穩(wěn)定性.

從圖4b可以看出：在10次循環(huán)后0.50KOH-Ce0.5Mn0.5O2催化劑的活性不升反降，第1次循環(huán)后CO2體積分?jǐn)?shù)最大為2.10%，而經(jīng)過10次循環(huán)之后，CO2體積分?jǐn)?shù)的峰值下降到了1.40%，0.50KOH-Ce0.5Mn0.5O2催化劑得到的TPO圖譜表現(xiàn)出一個寬峰，催化劑的性能劣化.這是由于催化劑的堿度較高，導(dǎo)致碳煙與CO2的相互作用變強(qiáng)，從而需要更長的時間來完全氧化碳煙[11].綜合來看，KNO3幾個循環(huán)之后可以保持K促進(jìn)催化劑的高催化活性和良好的穩(wěn)定性，甚至進(jìn)一步提高催化劑的性能，而KOH催化劑的性能則出現(xiàn)了明顯的下降.

2.3 TPO試驗(yàn)前后催化劑的XRD結(jié)構(gòu)

為了更好地分析不同鉀鹽負(fù)載在試驗(yàn)中引起穩(wěn)定性變化的原因，對TPO循環(huán)前后的催化劑進(jìn)行XRD分析，研究催化劑在催化過程中的結(jié)構(gòu)變化. 0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2和0.50KOH-Ce0.5Mn0.5O2催化劑在10次TPO循環(huán)前后的XRD對比圖譜如圖5所示.

圖5 10次TPO循環(huán)前后XRD圖譜

從圖5可以看出：所有樣品在2θ=28.69°、33.34°、47.53°、56.28°處都出現(xiàn)衍射峰，這說明經(jīng)過多次循環(huán)之后，高溫并沒有破壞催化劑典型的CeO2螢石結(jié)構(gòu).

從圖5a可以看出：2θ=23.81°處的衍射峰對應(yīng)的是KNO3的衍射峰，KNO3的衍射峰在10次TPO循環(huán)后衍射峰并沒有發(fā)生大的變化，這說明負(fù)載量較低時，由于K2Mn4O8晶相中KNO3與Mn之間的強(qiáng)相互作用使得催化劑保持穩(wěn)定.

從圖5b可以看出：在進(jìn)行循環(huán)前，樣品在2θ=31.05°處的衍射峰歸因于KOH；在經(jīng)過10次TPO循環(huán)后，KOH的衍射峰消失，而樣品在2θ=31.40°處則出現(xiàn)了KHCO3衍射峰，說明KOH由于高溫流失了一部分，一部分在反應(yīng)過程中與CO2發(fā)生了反應(yīng)形成了碳酸鹽物種.結(jié)果表明，鉀的化學(xué)狀態(tài)影響表面的堿性，從而形成了碳酸鹽，使得催化劑的催化活性增加[11]，但如果載體的堿性過高，碳煙燃燒過程中生成的CO2會不可逆地吸附在載體上，隨后發(fā)生的反應(yīng)會導(dǎo)致催化活性降低，穩(wěn)定性變差,這與之前的催化劑穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果相吻合.

3 結(jié) 論

1) 鉀鹽負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑能夠更好地氧化碳煙顆粒，碳煙氧化的各項(xiàng)特征溫度都顯著降低，這一現(xiàn)象在含有NO的氣體氛圍下更為明顯.與Ce0.5Mn0.5O2催化劑相比，當(dāng)KOH 負(fù)載量為0.50時，0.50KOH-Ce0.5Mn0.5O2催化劑活性達(dá)到最佳，此時碳煙的峰值燃燒溫度下降到319 ℃.當(dāng)KNO3負(fù)載量為0.20時，0.20KNO3-Ce0.5Mn0.5O2催化劑活性達(dá)到最佳，碳煙的峰值燃燒溫度下降到334 ℃.

2) 比較KOH與KNO3負(fù)載的Ce0.5Mn0.5O2催化劑，發(fā)現(xiàn)兩者均能很好地促進(jìn)碳煙的催化氧化，但是兩者的催化能力存在差異，在10%O2+N2氛圍下，由于KNO3的熔點(diǎn)較低，因此KNO3負(fù)載催化劑對碳煙的催化活性表現(xiàn)較為優(yōu)異.在10%O2+0.15%NO+N2氛圍下，由于NO的存在，KOH負(fù)載的催化劑活性得到顯著提升，要優(yōu)于KNO3負(fù)載的催化劑.

3) 負(fù)載了KNO3的Ce0.5Mn0.5O2催化劑在催化碳煙的過程中穩(wěn)定性較好，這是由于催化劑中的鉀鹽與Mn元素形成了K2Mn4O8起到了穩(wěn)定K的作用.而負(fù)載了KOH的Ce0.5Mn0.5O2催化劑的穩(wěn)定性顯著下降，催化劑性能劣化.