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稀燃氮氧化物捕集技术（Lean NOX Trap,LNT）是解决中、小型柴油机NOX排放的重要后处理措施之一。传统LNT催化剂（Pt/BaO/Al2O3）使用Al2O3作为涂层基质,由于该体系催化剂存在低温NOX捕集能力差,抗热老化性差及抗硫中毒能力差等不足,大大制约了LNT技术的应用与推广。以水滑石材料（hydrotalcite,HT）为涂层基质的金属改性水滑石基LNT催化剂在提高催化剂NOX净化活性、改善低温NOX吸附性能等方面有着良好的表现,因此,有关金属改性水滑石基LNT催化剂的研究已经逐步成为内燃机排放控制领域研究的热点问题之一。本文中采用共沉淀法和浸渍法制备了贵金属负载均匀的系列钴改性水滑石基LNT催化剂,并通过XRD、SEM、In-situ DRIFTs、TPR/D、TGA等表征手段研究了金属改性比例对催化剂晶体结构、微观形貌、NOX吸附-还原性能及NOX净化效率的影响规律,通过实验筛选出性能最优的钴改性水滑石基LNT催化剂,并在此基础上进一步开展碳烟对催化剂理化特性、NOX吸附-还原性能影响规律的研究。通过共沉淀法和浸渍法可以制备贵金属和BaO负载均匀的系列钴改性水滑石基LNT催化剂。表征分析结果说明:催化剂中引入的Co元素一部分以CoO和Co3O4氧化物的形式分散于催化剂中,一部分形成CoAl2O4尖晶石结构。随着钴改性比例的增加,LNT催化剂的NOX吸附能力加强,表面NOX吸附物种稳定性下降,其中钴改性比例为0.9时性能最佳,其NOX脱附峰面积最大,脱附温度区间最宽。Pt/BaO/Co2.7Mg0.3AlO催化剂在300℃下的恒温NOX吸附-还原反应中,NOX捕集效率及NOX转化效率均优于其它温度下的NOX吸附-还原反应。经过机械研磨处理的Pt/BaO/Co2.7Mg0.3AlO催化剂和碳烟混合物在500℃下热处理后,碳烟和催化剂表面部分活性组分发生反应,导致催化剂表面CoAl2O4及Co3O4对应的特征衍射峰峰强降低。碳烟的引入使催化剂表面部分碱性吸附位和活性位被物理覆盖,导致催化剂NOX吸附能力下降。同时,含碳催化剂在低温段NOX还原反应中,NOX转化效率与纯催化剂样品相比略有上升。Pt/BaO/Co2.7Mg0.3AlO催化剂在NO+O2气氛下参与碳烟的燃烧反应,并能够实现NOX和碳烟的协同脱除。Pt/BaO/Co2.7Mg0.3AlO催化剂的使用降低了碳烟燃烧的起始氧化温度及最大氧化速率温度,使整个碳烟燃烧反应向低温区域移动了150℃左右。催化剂在碳烟燃烧过程中对CO2选择性最高接近90%,同时表现出良好的NOX净化性能,进而证明Pt/BaO/Co2.7Mg0.3AlO催化剂具备协同脱除NOX和碳烟的能力。在燃烧过程中,与催化剂紧密接触的碳烟比松散接触的碳烟具有较低表观活化能。此外,NO的存在对碳烟的燃烧起到一定促进作用,可以有效降低碳烟燃烧的起始氧化温度。