采用乙烯/氧氣/氬氣預(yù)混燃燒系統(tǒng)和毛細(xì)管取樣系統(tǒng)并結(jié)合多種先進(jìn)分析技術(shù),研究了預(yù)混火焰燃空當(dāng)量比對(duì)碳煙顆粒表面官能團(tuán)及其氧化活性的影響.結(jié)果表明,隨燃空當(dāng)量比的增加,碳煙顆粒表面脂肪族C—H官能團(tuán)和含氧官能團(tuán)（C—OH和C=O官能團(tuán)）的摩爾分?jǐn)?shù)均呈下降趨勢(shì);而碳煙顆粒的氧化反應(yīng)特征溫度和表觀活化能呈增大趨勢(shì),表明在較大燃空當(dāng)量比下所生成碳煙顆粒的氧化活性較低;碳煙顆粒表面官能團(tuán)對(duì)氧化活性有著直接作用,表面官能團(tuán)含量越多,其氧化反應(yīng)活性越高.碳煙顆粒表面脂肪族C—H官能團(tuán)對(duì)其氧化活性影響相對(duì)較大,而含氧官能團(tuán)影響相對(duì)較小. 

【文章來源】：燃燒科學(xué)與技術(shù). 2016,22(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)裝置示意

所歸屬的官能團(tuán)可參考文獻(xiàn)[9]．脂肪族C—H官能團(tuán)主要是指鍵接在芳香環(huán)上的甲基、亞甲基等官能團(tuán)．從參考文獻(xiàn)的分析可以看出，本文乙烯預(yù)混火焰所生成碳煙顆粒樣品在2,850,cm-1、2,920,cm-1以及2,950,cm-1附近分別出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)脂肪族C—H官能團(tuán)的特征峰．此外，從圖2可以看出，乙烯預(yù)混火焰碳煙顆粒中不同官能團(tuán)特征峰之間發(fā)生嚴(yán)重重疊，難以區(qū)分.在紅外譜圖中為了半定量分析脂肪族C—H官能團(tuán)和C＝C官能團(tuán)的含量，本文利用Origin軟件對(duì)3,000～1,550,cm-1區(qū)間內(nèi)的紅外光譜圖進(jìn)行分峰擬合[10]，如圖3所示．同時(shí)，本文以2,920,cm-1所對(duì)應(yīng)的特征峰峰面積AC—H來表征脂肪族C—H官能團(tuán)在預(yù)混乙烯碳煙顆粒中的含量，以1,597,cm-1所對(duì)應(yīng)的特征峰峰面積AC＝C來表征C＝C官能團(tuán)在碳煙顆粒中的含量，則脂肪族C—H官能團(tuán)的相對(duì)含量可表示為AC—H/AC＝C．圖2預(yù)混乙烯火焰碳煙顆粒的紅外光譜圖圖3碳煙顆粒紅外譜圖擬合示意圖4為在不同取樣高度下，AC—H/AC＝C隨燃空當(dāng)

撓跋歟?目前，針對(duì)乙烯預(yù)混燃燒火焰中所生成碳煙顆粒的研究還不夠全面、深入，為了進(jìn)一步完善碳煙顆粒的形成機(jī)理，本文基于McKenna燃燒器產(chǎn)生特定的預(yù)混乙烯燃燒火焰，并利用毛細(xì)管取樣系統(tǒng)對(duì)不同燃空當(dāng)量比條件下生成的碳煙顆粒進(jìn)行取樣，結(jié)合傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、X射線光電子能譜儀(XPS)和同步熱分析儀(TGA)等先進(jìn)分析技術(shù)對(duì)碳煙顆粒表面官能團(tuán)和氧化活性進(jìn)行深入研究．研究結(jié)果為碳煙顆粒物微觀理化特性的認(rèn)知及其控制技術(shù)的發(fā)展提供了有價(jià)值的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)．1試驗(yàn)裝置及測(cè)量方法1.1試驗(yàn)裝置圖1為本文乙烯預(yù)混火焰試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)主要由McKenna標(biāo)準(zhǔn)預(yù)混燃燒器(Holthuis&As-sociates，美國)、精密光學(xué)位移臺(tái)(北京北光世紀(jì)儀器有限公司)、恒溫水箱(寧波天恒儀器廠)、質(zhì)量流量控制器(北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司)、PC控制系統(tǒng)等組成[7]．同時(shí)，本文采用毛細(xì)管取樣系統(tǒng)進(jìn)行燃燒顆粒的取樣．如圖1所示，將帶有小孔的不銹鋼毛細(xì)管插入火焰中，不銹鋼毛細(xì)管的小孔對(duì)準(zhǔn)火焰中心線；同時(shí)不銹鋼毛細(xì)管的下游與真空泵相連，在真空泵的吸引下使火焰中生成的氣固兩相燃燒產(chǎn)物經(jīng)小孔吸入取樣系統(tǒng)，并將其中的碳煙顆粒捕集在濾紙上；為終止燃燒產(chǎn)物的繼續(xù)反應(yīng)及避免碳煙顆粒的聚并，其毛細(xì)管小孔的上游通入了一定流量的氮?dú)猓瑢?duì)進(jìn)入毛細(xì)管的燃燒產(chǎn)物進(jìn)行稀釋．本文采用取樣毛細(xì)管的外徑為3,mm，毛細(xì)管小孔的直徑為0.125,mm．較小的毛細(xì)管小孔可以很好地達(dá)到控制稀釋比的目的，因此可以較迅速地淬滅碳煙的物理化學(xué)反應(yīng)，防止對(duì)碳煙顆粒樣品造成污染．最終取出的碳煙顆粒樣品烘干并密封保存以備后續(xù)分析使用．圖1試驗(yàn)裝置示意

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]預(yù)混火焰中溫度對(duì)碳煙表面官能團(tuán)和氧化活性的影響[J]. 馬翔,宋崇林,汪曉偉,宋金甌,呂剛.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2014(02)



本文編號(hào)：3049621