中文摘要：

探索稀燃NOx储存还原（NSR）机理，研究基于重整和NSR的高效低排放二甲醚发动机新技术。主要研究内容①高选择性、高活性NSR催化剂的开发，研究催化剂成分对NSR性能及失活规律的影响,总结NSR催化剂的设计制备规律；②以二甲醚重整气为还原剂，分析不同类型催化剂的NSR路径，总结稀燃NSR的机理；③研究基于燃料重整的DME发动机预混/直喷复合燃烧模式，提出利用排气余热、采用复合燃烧提高二甲醚发动机能效的途径；④探索基于NSR技术的高效低污染二甲醚发动机燃烧排放机理。本研究的创新点在于开发以二甲醚重整气为还原剂的高选择性高活性NSR催化剂，分析稀燃NSR机理；充分利用发动机余热重整二甲醚,实现燃料的高效利用；在线设计适合二甲醚复合燃烧的燃料,改善二甲醚发动机的燃烧性能；利用NSR技术降低稀燃二甲醚发动机NOx排放。本研究对实现二甲醚发动机高效超低排放具有重要意义。

结论摘要：

研究了稀燃发动机的NOx储存还原（NSR）机理及高效催化剂，并在发动机台架上进行了试验验证。主要研究内容（1）比较柴油机和DME发动机性能，发现DME发动机能实现颗粒物的超低排放，但NOx排放降低有限；（2）研究了以DME为还原剂的金属氧化物Mo基NSR催化剂，结果认为，该催化剂高温性能良好但低温性能较差；适量负载Mo的催化剂在350℃左右的温度下具有良好的NOx去除率；负载适量贵金属Ag后的Ag-MoO3/γ-Al2O3复合催化剂综合性能良好，拓宽低温范围，NOx去除效率也有所提高；（3）钙钛矿类催化剂LaCoO3/K2CO3/CeZrO2的NSR性能研究表明，该催化剂具有较强的氧化性和NOx储存性能，但形成的硝酸盐物种过于稳定，需要在还原剂DME、H2或接近600℃的高温下才能脱附还原，且H2还原脱除NOx的性能优于以DME为还原剂时；（4）水滑石基的M/Mg/Al催化剂研究结果表明，其储存和还原性能均较差，在高浓度H2环境中NOx转换率只有接近40%；（5）在钙钛矿上复合了贵金属Pt，分别研究了以DME和H2为还原剂的Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3复合催化剂的性能，并进一步研究了还原剂成分、浓度、排气成分及空速等各种因素对NSR性能的影响，取得了良好的NSR效果；（6）PBA类催化剂的助剂研究表明，Co元素是一种良好的PBA类NSR催化剂的助剂；（7）以H2、DME及其混合气为还原剂时Pt/Co-BaO/Al2O3催化剂的性能研究表明，该类催化剂具有良好的NSR性能，特定条件下的储存效率接近70%，还原效率接近60%；（8）在分子筛型催化剂附加Ga等助剂的基础上，研究了发动机排气温度范围内的DME及天然气重整制氢的性能，取得了具有实用前景的结果，并在Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂上模拟研究了燃料重整制氢条件下的NSR性能，取得特定条件下NOx转化率超过90%的效果；（9）NSR技术在DME发动机、生物柴油发动机及天然气发动机上进行了初步应用研究，结果认为，富氢气体或二甲醚做还原剂能有效去除排气的NOx，是一种具有较好前景的NOx去除技术。