【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化燃烧反应，尤其涉及一种快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法。
技术介绍
1、柴油发动机排放的碳烟颗粒物对人体健康造成了负面影响，如引发哮喘、肺炎和心血管疾病等，因此受到广泛关注。催化燃烧是消除碳烟颗粒物的主要后处理技术之一，通过使用催化剂，碳烟颗粒物可在200～400℃温度范围内实现催化消除。然而，由于城市交通拥堵，机动车频繁处于冷启动和怠速状态，导致排放的尾气温度常处于100℃左右。传统的热催化后处理技术对低排气温度下碳烟颗粒物消除效果非常有限，而通过催化剂设计已经很难突破这一瓶颈。
2、基于低温处理碳烟颗粒物的需要，专利文献cn112984535a公开了一种催化碳烟燃烧的电气化方法，通过输入线性增加功率，实现碳烟颗粒物的催化消除，该技术可在低温下(<100℃)5分钟内实现50％以上碳烟的燃烧，突破了传统热催化技术碳烟燃烧的温度限制。然而，采用上述方法，仅有一半左右的碳烟颗粒物能在短时间内去除，而剩余的碳烟消除需要依赖更高功率的输入，且需要消耗很长的时间(超过100min)，总体能耗较高，且催化剂为粉末催化剂，实际应用受到很大限制。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题如何缩短催化大量碳烟颗粒物燃烧所需时间，并且降低能耗。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，包括以下步骤：
3、用导电催化剂捕捉含氧气体中的碳烟颗粒物；
4、对导电催化剂输入电脉
5、本专利技术通过向导电催化剂输入电脉冲信号，利用导电催化剂和碳烟颗粒混合物对电力输入后的快速响应，实现大量碳烟颗粒物瞬间催化燃烧，从而大幅缩短催化碳烟颗粒物燃烧所需时间，以及降低能耗。
6、进一步地，对导电催化剂输入的脉冲强度为0.1～104v或0.1～10a。通过调整电流、电压控制脉冲强度，即可瞬时快速催化碳烟颗粒物燃烧，无需外加热源。
7、进一步地，对导电催化剂输入的脉冲宽度为10-5～180秒。
8、进一步地，对导电催化剂输入的脉冲个数为1～200。
9、进一步地，对导电催化剂输入的脉冲强度与脉冲宽度的关系满足如下条件：其中u为脉冲电压，i为脉冲电流，t为脉冲宽度。控制脉冲强度与脉冲宽度的关系，最大限度利用导电催化剂和碳烟颗粒混合物对电力的快速响应性能，缩短整体催化反应时间，节省能耗。
10、进一步地，所述导电催化剂的电导率为10-7～105s/m。选择具有合适电导率的导电催化剂，保证电流通过导电催化剂时能够产生较强的电热效应和电子效应。
11、进一步地，所述导电催化剂包括导电载体，所述导电载体选自镧系钙钛矿、氧化锡锑、氧化铟锡、掺铝氧化锌、氮化钛、氮化锆、钨青铜、过渡金属碳/氮化物中的一种或多种。
12、进一步地，所述导电催化剂包括活性组分，所述活性组分负载在所述导电载体上，所述活性组分选自碱金属、碱土金属、过渡金属、贵金属中的一种或多种。活性添加剂为具有催化氧化能力的活性组分，可以辅助提升催化降解效果。
13、进一步地，所述导电催化剂包括蜂窝结构的基体，所述导电载体以涂层形式涂覆在所述基体表面。
14、进一步地，所述基体选自堇青石、钛酸铝、莫来石、复合碳化硅中的一种或多种。
15、导电催化剂具有蜂窝结构的基体，保证碳烟颗粒物与催化涂层均匀充分接触，且容易固定安装，比粉末催化剂更适于实际应用。
16、综上，相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术采用电脉冲方式催化碳烟颗粒物燃烧，无需外加热源，即可在短时间内消除大量碳烟颗粒物，不超过3分钟就能快速催化85％以上的碳烟颗粒物燃烧，大幅提高气体净化效率。
18、(2)本专利技术的技术适用于柴油车尾气后处理，特别是新型混合动力车的尾气后处理，可在短时间内快速捕获并催化碳烟颗粒物燃烧，降低反应能耗，与传统热催化相比，可将反应能耗降低两个数量级。
19、(3)本专利技术导电催化剂优选为蜂窝状的整体结构，适于安装在机动车尾气排放位置，并具有优异的碳烟颗粒物捕获能力，能够实现低温下碳烟颗粒物高效处理。
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1.一种快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲强度为0.1～104V或0.1～10A。
3.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲宽度为10-5～180秒。
4.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲个数为1～200。
5.根据权利要求1-4任一所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲强度与脉冲宽度的关系满足如下条件：其中U为脉冲电压，I为脉冲电流，t为脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，所述导电催化剂的电导率为10-7～105S/m。
7.根据权利要求6所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，所述导电催化剂包括导电载体，所述导电载体选自镧系钙钛矿、氧化锡锑、氧化铟锡、掺铝氧化锌、氮化钛、氮化
8.根据权利要求7所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，所述导电催化剂包括活性组分，所述活性组分负载在所述导电载体上，所述活性组分选自碱金属、碱土金属、过渡金属、贵金属中的一种或多种。
9.根据权利要求7或8所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，所述导电催化剂包括蜂窝结构的基体，所述导电载体以涂层形式涂覆在所述基体表面。
10.根据权利要求9所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，所述基体选自堇青石、钛酸铝、莫来石、复合碳化硅中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲强度为0.1～104v或0.1～10a。
3.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲宽度为10-5～180秒。
4.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲个数为1～200。
5.根据权利要求1-4任一所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，对导电催化剂输入的脉冲强度与脉冲宽度的关系满足如下条件：其中u为脉冲电压，i为脉冲电流，t为脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的快速催化碳烟颗粒物燃烧的电脉冲方法，其特征在于，所述导电催化剂的电导率为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅雪怡，张业新，张建，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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