為了研究不同結(jié)構(gòu)的芳香烴對(duì)柴油燃燒顆粒物理化特性的影響規(guī)律,開(kāi)展了摻混苯及四氫萘對(duì)高壓共軌柴油機(jī)排氣顆粒物理化特性影響的實(shí)驗(yàn)研究。分別采用高分辨率透射電子顯微鏡（TEM）、拉曼光譜儀（RS）、X射線光電子能譜儀（XPS）及同步熱分析儀（TG）研究了不同燃料燃燒顆粒物的微觀結(jié)構(gòu)、石墨化程度、表面化學(xué)特性及氧化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:柴油燃燒顆粒的氧化溫度最高,為594.5℃;柴油/四氫萘混合燃料燃燒顆粒物次之,為589.8℃;柴油/苯燃燒微粒的氧化溫度最低,為575.8℃。此外,較柴油而言,苯/柴油、四氫萘/柴油燃料燃燒微粒的基本碳粒子直徑分別增大了0.411nm和2.169nm,并且混合燃料燃燒微粒的D1峰與G峰的面積比與高度比增加,sp3雜化的碳原子數(shù)量與sp2雜化的碳原子數(shù)量的比值變大,這說(shuō)明摻混芳香烴后,微粒的石墨化程度下降,納觀結(jié)構(gòu)更加無(wú)序。 

【文章來(lái)源】：西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,54(11)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

不同燃料燃燒顆粒物的微觀形貌

圖2為不同燃料燃燒微粒的基本碳粒子的粒徑分布圖。從圖中可以看出，較柴油而言，混合燃料燃燒微粒中粒徑較大的基本碳粒子比例增多，而粒徑較小的基本碳粒子比例減少。圖2也給出了不同燃料燃燒微粒的平均粒徑珡Dp，不同微粒的珡Dp從大到小的順序是柴油/四氫萘>柴油/苯>柴油。相較于柴油而言，柴油/苯、柴油/四氫萘燃燒微粒的珡Dp分別增加了0.411nm和2.169nm。這是因?yàn)榛旌先剂现泻写罅课⒘ＩL(zhǎng)所需的芳香烴與類芳香族自由基，因此促進(jìn)了較大粒徑基本碳粒子的生成[17]。同時(shí)，相較于混合燃料而言，柴油的H、C摩爾比更高，燃燒環(huán)境中有更多的H，這些H會(huì)產(chǎn)生大量的OH基團(tuán)，而OH基團(tuán)會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，從而導(dǎo)致柴油燃燒微粒的基本碳粒子直徑變小[20]。

圖4給出了不同燃燒微粒的ID1/IG和AD1/AG。從圖中可以看出，柴油/苯燃燒微粒的ID1/IG最大，柴油/四氫萘次之，而柴油最小。這表明混合燃料燃燒微�；咎剂Ｗ又形挥谑珜舆吘壍奶荚訑�(shù)量變多。此外，從圖中還可以看出，3種微粒AD1/AG的變化趨勢(shì)與ID1/IG的變化趨勢(shì)一致，這說(shuō)明柴油/芳香烴燃燒微粒結(jié)構(gòu)的更加無(wú)序。類似地，Jansma等利用TEM發(fā)現(xiàn)，相較于芳香烴含量較低的燃料而言，芳香烴含量較高的燃料燃燒產(chǎn)生的微粒石墨化程度更低[24]。此外，Cadrazco等發(fā)現(xiàn)，相較于只含有直鏈烷烴的可再生柴油而言，超低硫柴油（ULSD）燃燒微粒具有更大的AD1/AG，這說(shuō)明芳香烴的加入使得燃燒微粒更加無(wú)序[25]。圖3 不同燃料燃燒顆粒物的一階拉曼光譜及分峰結(jié)果


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