典型后處理器對柴油機顆粒物微觀物理化學特性的影響.pdf

1、柴油機排放顆粒物是大氣中細顆粒物（PM2.5）的主要來源之一，其生成機理和控制技術(shù)已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。本文開展不同工況下典型柴油機后處理器（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)果對深入認識顆粒物的本質(zhì)、揭示顆粒物形成和演化機理，指導顆粒物凈化技術(shù)的應用，具有重

2、要的理論參考價值。
　　本文主要從可溶性有機物（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)動機瞬變運行狀態(tài)使研究工作復雜化，本文選取了不同的穩(wěn)態(tài)工況進行研究，并在各個工況下分別在DOC前、DOC后和POC后進行采樣。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)動機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顆粒物微觀物理化學特性的演化規(guī)律，最后采用同步熱分析儀來表征顆粒物的氧化特性。
　　通過以上的實驗及分析，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；小負荷或/和低轉(zhuǎn)速工況時，POC可進一步減少顆粒物中的SOF含量，而在大負

4、荷和/或高轉(zhuǎn)速工況時，POC會增加核態(tài)顆粒物的生成量，從而導致顆粒物中SOF含量上升。微觀理化特性方面，經(jīng)DOC處理后，顆粒物表面碳氫官能團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，顆粒物中有機分子、片層結(jié)構(gòu)、官能團等無定形碳以及無序石墨