典型后處理器對柴油機(jī)顆粒物微觀物理化學(xué)特性的影響.pdf

1、柴油機(jī)排放顆粒物是大氣中細(xì)顆粒物（PM2.5）的主要來源之一，其生成機(jī)理和控制技術(shù)已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文開展不同工況下典型柴油機(jī)后處理器（DOC-diesel oxidation catalyst，POC-particle oxidation catalyst）對排放顆粒物粒徑分布、微觀物理化學(xué)特性及氧化活性影響規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系的系統(tǒng)研究。研究結(jié)果對深入認(rèn)識(shí)顆粒物的本質(zhì)、揭示顆粒物形成和演化機(jī)理，指導(dǎo)顆粒物凈化技術(shù)的應(yīng)用，具有重

2、要的理論參考價(jià)值。
　　本文主要從可溶性有機(jī)物（SOF-soluble organic fractions)的百分含量、顆粒物的粒徑分布、顆粒物表面的官能團(tuán)種類和相對含量，以及顆粒物微觀結(jié)構(gòu)的有序度等顆粒物氧化活性影響因素的演化規(guī)律入手分析典型后處理器對顆粒物氧化特性的影響規(guī)律。為避免發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變運(yùn)行狀態(tài)使研究工作復(fù)雜化，本文選取了不同的穩(wěn)態(tài)工況進(jìn)行研究，并在各個(gè)工況下分別在DOC前、DOC后和POC后進(jìn)行采樣。在樣品的分析、表征方

3、面，分別采用索氏萃取法和微量電子天平、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放顆粒物粒徑譜儀、傅立葉變換紅外光譜儀以及顯微拉曼光譜儀等評價(jià)顆粒物微觀物理化學(xué)特性的演化規(guī)律，最后采用同步熱分析儀來表征顆粒物的氧化特性。
　　通過以上的實(shí)驗(yàn)及分析，得到的結(jié)果如下：從較為宏觀的方面，DOC對于顆粒物中的可溶性有機(jī)物具有凈化作用，多數(shù)工況下，DOC對排放顆粒物的總粒數(shù)濃度和粒徑分布影響不大；小負(fù)荷或/和低轉(zhuǎn)速工況時(shí)，POC可進(jìn)一步減少顆粒物中的SOF含量，而在大負(fù)

4、荷和/或高轉(zhuǎn)速工況時(shí)，POC會(huì)增加核態(tài)顆粒物的生成量，從而導(dǎo)致顆粒物中SOF含量上升。微觀理化特性方面，經(jīng)DOC處理后，顆粒物表面碳?xì)涔倌軋F(tuán)相對于碳氧官能明顯減少，顆粒物表面含C=O/C-O結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)相對含量比例銳減；顆粒物結(jié)構(gòu)有序度變化不大，但一些無序石墨烯晶體或非碳碳結(jié)合晶體的數(shù)量有所增加。經(jīng)POC處理后，顆粒物表面甲基/亞甲基相對含量比例有所增加，顆粒物結(jié)構(gòu)有序度明顯下降，顆粒物中有機(jī)分子、片層結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)等無定形碳以及無序石墨