甲烷掺混对正庚烷扩散火焰中碳烟结构及氧化活性的影响

基于正庚烷层流扩散火焰系统以及热泳取样和探针取样系统,结合透射电子显微镜和热重分析技术,研究了甲烷掺混对碳烟颗粒的微观形貌、纳观结构和氧化活性的影响.研究结果表明,随着甲烷添加比例增大,碳烟的分形维数和平均基本粒子直径减小,表明碳烟颗粒的团聚程度下降,且生长受到抑制.此外,随甲烷添加比例增大,碳烟颗粒的微晶片层尺寸减小,曲率和层间距增大,表明碳烟颗粒的纳观结构有序度降低.另一方面,随着甲烷掺混比例从0增加到30%,碳烟样品的表观活化能减少了19.5 kJ/mol,氧化反应特征温度下降了20℃左右,表明氧化反应活性提高.氧化活性的升高与碳烟颗粒纳观结构有序度的下降和分形维数减小有关.

CeO_(2)/ZrO_(2)对Cu-ZSM-5选择性催化还原NOx的反应活性及抗老化性能的影响

采用浸渍法分别将CeO_(2)、ZrO_(2)负载于Cu-ZSM-5催化剂中,通过催化剂活性评价系统研究了CeO_(2)、ZrO_(2)负载量对整体式Cu-ZSM-5催化剂NOx转化率的影响规律,并采用NO-TPD方法分析了催化剂表面的NOx吸附能力.此外,利用FT-IR和SEM技术探究了催化剂样品的抗老化能力.结果表明,添加CeO_(2)或ZrO_(2)有利于提升整体式Cu-ZSM-5催化剂NOx转化率,其中8%CeO_(2)/Cu-ZSM-5在150~550℃温度范围内NO_(x)转化率最高,但此催化剂表面晶粒在高温下易发生团簇,导致催化剂老化,催化活性下降.ZrO_(2)的添加可以有效稳固表面晶粒,进而改善催化剂的抗老化性能.

热老化温度对铈改性水滑石基LNT催化剂NO_(x)吸附-还原性能的影响

采用共沉淀法和分步浸渍法合成了Ce改性水滑石基Pt/BaO/MgAlCe10催化剂,对催化剂进行不同温度热老化处理.通过NO_(x)-TPD、H_(2)-TPSR、XRD、SEM-EDS、in-situ DRIFTs等研究了热老化温度对催化剂的NO_(x)吸附性能、还原性能、晶相结构、微观形貌等的影响.结果表明,催化剂经过600℃和700℃热老化处理后,仍表现出良好的NO_(x)吸附-还原性能;而经过800℃热老化处理后,催化剂表面出现烧结,晶相结构发生明显改变,Pt颗粒发生团聚,催化剂的活性明显下降,NO_(x)存储能力下降了46.8%,NO_(x)转化率由89.53%下降为77.35%.此外,与未处理催化剂相比,经过800℃热老化处理后的催化剂,吸附形成的硝酸盐物种大量减少,催化剂对亚硝酸盐的催化氧化能力被削弱.

氢气对掺氢正庚烷扩散火焰中碳烟特性的影响

基于正庚烷层流扩散火焰实验系统,结合热电偶测温技术、比色法测温技术、探针采样技术、发动机排气颗粒物粒径谱仪以及热重分析系统,研究了氢气添加量对碳烟体积分数分布、碳烟颗粒数密度、粒径分布以及氧化活性的影响规律.研究结果表明,由于添加量较低,氢气添加量对火焰温度的影响不明显;正庚烷扩散火焰中碳烟体积分数分布呈现中心高边缘低的规律,氢气的加入没有改变碳烟体积分数的分布特性,但降低了碳烟体积分数峰值,同时还降低了碳烟颗粒数密度峰值,并显著减小了碳烟颗粒粒径,表明氢气的加入可以抑制正庚烷扩散火焰中的碳烟生成;氢气的加入强化了火焰中碳烟的氧化,因此提高了被取样碳烟进一步氧化反应的活化能,降低了被取样碳烟的氧化活性.

催化氧化反应中柴油机碳烟颗粒纳观结构的演化

本文采用热重分析仪构建的催化/非催化氧化反应环境制备了不同氧化程度的碳烟样品,并利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱仪(RS)研究了Pt基催化剂与O_(2)气氛下的催化氧化过程中碳烟纳观结构的变化规律,并与非催化氧化处理的碳烟纳观结构进行了对比分析.结果表明,在整个催化氧化过程中,碳烟基本粒子粒径缩减25%以上,微晶曲率减小,微晶尺寸增加,石墨化程度提高;与非催化氧化处理的碳烟基本粒子对比发现,相同氧化程度下,催化氧化处理的碳烟基本粒子粒径缩减幅度最高增大7.5%,微晶尺寸增加幅度最多减少7%,微晶曲率减少幅度更大;同时,通过比较部分催化氧化碳烟样品与原始碳烟样品的基本粒子纳观结构特征参数发现,催化氧化过程中,尺寸在0.5~0.9 nm及曲率在1.1~1.3的微晶优先被氧化,表明催化作用生成的高活性氧化物种优先氧化短而曲折的微晶,从而提高了碳烟颗粒的石墨化程度.

金属改性对SSZ-13分子筛CH4-SCR中NO_(x)消除效率的影响

通过不同过渡金属元素改性SSZ-13分子筛的方式制备在高温段高活性的单金属CH4-SCR催化剂.探究了不同改性金属对催化剂NO_(x)转化率的影响,并以此为基础制备多种双金属改性催化剂.采用多种分析技术对不同催化剂的理化特性进行分析,结果表明,在单金属催化剂中In-SSZ-13催化剂有明显优势,最高NO_(x)转化率为38.6%.而1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂表现好于其他单金属和双金属改性催化剂,最高NO_(x)转化率为92.4%,并且在500~650℃的NO_(x)转化率在74%以上;1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂比In-SSZ-13催化剂有更小的晶粒尺寸以及更多的微观孔隙和活性中心,提升了催化剂的反应物吸附能力;同时1%Cr-5%In-SSZ-13催化剂中出现了结合能明显改变的In^(3+)与Cr^(3+),说明两者之间存在相互作用,使得在CH4-SCR过程中In与Cr之间产生协同催化效果.

火焰温度对碳烟微观结构和氧化活性的影响

基于甲烷／氧气预混燃烧系统，采用透射电子显微镜、拉曼光谱仪和热重分析仪，研究了温度对碳烟微观结构和氧化活性的影响规律．碳烟颗粒的微晶尺寸（三）、层面间距（D）和曲率（C）的平均值分别在0．651～0．979nm、0．351-0．402nm和1．191～1．425之间，IG／ID在1．017～1．177之间，且随着火焰温度的升高，L增大，D和C都减小，IG/ID增大，表明颗粒微观结构变得更为有序，石墨化程度更高；碳烟颗粒的氧化反应活化能在124．65～154．38kJ／mol之间，且随着火焰温度的升高，氧化反应活化能升高，表明颗粒氧化活性降低．

稀土钙钛矿型催化剂LaBO_3对NO_x催化性能及反应机理的研究(1)——催化剂的合成工艺及催化性能

本文作者采用共沉淀法和机械混合法制备了稀土钙钛矿型催化剂ＬａＢＯ３（Ｂ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ）系列稀土钙钛矿型氧化物催化剂，并采用了差热分析（ＤＴＡ）、Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）等技术确定了催化剂制备工艺及条件，同时研究了催化剂对于Ｎ２Ｏ分解及还原反应的催化活性变化规律。实验结果表明，按确定的制备工艺路线可合成出立方晶系的纯钙钛矿结构；在稀土钙钛矿催化剂ＬａＢＯ３中，Ｂ位离子的ｄ电子结构决定了催化剂的催化活性。

色谱质谱中的选择离子监测方式定量分析柴油机排气微粒中多环芳香烃

使用色谱－质谱联用中的选择离子监测的方法选择性地检测柴油机排气中的多环芳香烃，采用１４种多环芳香烃混合标准样品绘制校正曲线，以外标法对柴油机排气微粒中的ＰＡＨｓ进行定量分析。实验结果表明，该方法能够减少其它类有机成份的干扰，快速、准确地测量柴油机排气微粒中多环芳香烃的含量，且重复性较好，相对标准偏差低于 １２％（ｎ＝６），检出限为３．５～７．０ｐｇ／ｍ３，样品的回收率为７９％～８９％，方法用于柴油机排气微粒中多环芳香烃排放量的测定取得了满意的效果。

汽油机多环芳香烃的分析方法及排放特性的研究

采用色谱—质谱联用中的 SIM(Selected Ion Monitor)方式选择性检测汽油机排气中的多环芳香烃 ,以外标法对排气中的多环芳香烃进行定量分析。用该方法能够减少其它有机成分的干扰 ,快速、准确地测量出汽油机排气中多环芳香烃的含量 ,且重复性较好 ,相对标准偏差 (n=8)低于 12 % ,样品回收率为 79%～ 90 %。使用此方法测定 EQ4 91汽油机不同工况下 14种多环芳香烃典型代表物的排放浓度 ,结果表明每种多环芳香烃有机物排放浓度随着发动机工况的不同变化很大 ,其中强致癌物苯并 (a)芘浓度值为 0 .36 μg/m3～ 8.4 5 μg/m3。

醇类燃料发动机非常规排放物直接进样分析测量方法的研究

利用气相色谱技术,对醇类燃料发动机主要非常规排放物的分析方法进行了研究。通过对色谱柱的种类、柱温和载气流速的优化,以及对保留时间的理论预测,得到了甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、1,3丁-二烯、苯等非常规排放物的最佳色谱分离条件。此外,以苯为内标物,分别测量了其它5种非常规排放物的相对校正因子,同时检测了相对标准偏差(n=6)及检出限,并采用优化的测量方法进行了实际样品的测量。实验结果表明,选用惠普FFAP色谱柱作为分离色谱柱,载气流速为1.0 mL/m in,柱温箱温度为40℃时,上述6种非常规排放物的分离效果最好,除甲醛和乙醛外,校正因子实际测量值与文献值基本吻合,其相对标准偏差全部小于150/0,检测限均可达到0.01×10-6;采用优化的色谱分析条件可有效地分离检测醇类燃料发动机中甲醛、乙醛、苯、甲醇、乙醇、1,3丁-二烯的排放量。

柴油机排气微粒中有机可溶成分的分离与定性分析

本文采用索式萃取法及柱层析法，分离了柴油机排气微粒中的有机可溶成分（ＳＯＦ），并利用色谱－质谱联用技术对柴油及有机可溶成分中的饱和链烃和多环芳香烃（ＰＡＨ）进行了定性分析。此外，还讨论了排气微粒中有机成分的来源。

CH_4-O_2预混火焰中温度对碳烟纳观结构及形貌的影响

采用热泳取样、高分辨率透射电镜和原子力显微镜,研究了CH4-O2预混火焰中火焰温度对碳烟颗粒纳观结构的影响规律.结果表明,低温火焰中生成的碳烟颗粒的微晶长度短,微晶片层杂乱无序,没有明确的中心,而高温火焰生成的碳烟颗粒的微晶片层明显增大,微晶尺寸变长,边缘更为清晰,有明显的同心片层组织结构.基本粒子平均粒径都随火焰高度(height above burner,HAB)的增加而增加,而随着火焰温度升高而减小.初生碳烟颗粒呈扁平状,随着HAB增加,碳烟颗粒由于生长渐趋成熟,并呈现为球形或椭球形,基本粒子粒径分布变宽且出现双峰分布.

增氧剂DMC对汽油理化特性及电控汽油机性能的影响

选用碳酸二甲酯 (DMC)作为含氧燃料添加剂 ,分别按一定的体积比添加到 90 # 无铅汽油中 ,分析其对汽油主要理化参数的影响规律 .此外 ,在发动机试验台架上 ,考察了燃用不同掺混比的DMC/汽油混合燃料时 ,电控汽油机动力性能和经济性的变化 .实验结果表明 ,DMC/汽油混合燃料的研究法辛烷值 (RON)随着DMC添加量的增大而增加 ,当达到试验最大添加比例 4.7%时 ,燃料的研究法辛烷值为 93 .3 .混合燃料的雷德蒸气压有所降低 ,而馏程与基础油相比 ,基本保持不变 .燃用DMC/汽油混合燃料 ,汽油机功率下降 ,燃油消耗率和能量消耗率上升 .当达到最大添加比例 4.7%时 ,汽油机功率下降最大值达到 7.4% ,相应的燃油消耗率和能量消耗率则分别上升 11.4%和6.3 % .

干燥条件对纳米晶体LaCoO_3的结构与合成机理的影响

钙钛矿型复合氧化物的传统制备方法有共沉淀法和固相法等［１～３］，后者工艺简单，但需要高温下长时间焙烧，且常混有杂相；共沉淀法由于反应物混合较均匀，焙烧温度和时间较固相法低，但是沉淀剂的种类及沉淀条件的控制对样品的性能影响很大，选择适宜的沉淀剂，控制制...

稀土钙钛矿型催化剂LaBO_3对NO_x催化性能及反应机理的研究(Ⅱ)──催化剂表面结构及N_2O催化分解反应机理

采用程序升温还原（ＴＰＲ）和Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）技术研究了稀土钙钛矿型催化剂ＬａＢＯ３上氧种的化学势、Ｂ位元素的平均价态及催化剂氧种的分布及种类，同时分析了Ｎ２Ｏ的分解反应机理。实验结果表明，Ｂ位离子平均价态升高，氧离子的化学势增大，反应能力增强，催化活性较好；在ＬａＢＯ３化合物上有两类氧种，即低能位的吸附氧和高能位的晶格氧，催化剂表面吸附氧对Ｎ２Ｏ分解有阻抑作用，ＣＨ４的加入能与表面吸附氧反应，提供氧空位，促进反应进行；

DMC/汽油混合燃料电喷汽油机非常规污染物的排放特性

按照一定的体积比将碳酸二甲酯(DMC)添加到90#无铅汽油中,现场配制出DMC/汽油混合燃料.采用气相色谱技术,分析研究了电喷汽油机燃用不同掺混比例DMC/汽油混合燃料的非常规排放特性以及催化器净化效率.结果表明,在不改变汽油机任何参数的情况下,汽油机燃用DMC/汽油混合燃料,在中等负荷时,催化前的苯排放有明显降低,尤其添加比例为1.20/0(体积分数)时,与基础油相比降低约250/0,但排气中甲醛、乙醛和未燃DMC排放升高,三效催化器对苯和乙醛的平均净化效率分别为850/0和450/0,而催化后排气中未检测出甲醛和未燃DMC,说明催化器对其净化效果较好.

柴油机排气颗粒中有机组分的分离方法及微量金属的测定

采用柱层析和化学方法将柴油机颗粒有机可溶成分按化学和物理性质分为有机碱、有机酸、脂肪类有机物、芳烃化合物、中极性有机物、高极性有机物 6大类 ,并测定这些有机物质的百分组成及回收率 .同时 ,使用等离子发射光谱法 (ICP- AMS)分析了颗粒中金属物质的种类及相应的含量 。

一种基于图像处理技术的柴油机单颗粒微观结构的分析方法

为了准确地定量分析柴油机单颗粒微观结构,采用Gabor滤波法、局部阀值法、改进的OPTA法等图像处理技术对微粒微观形貌图像进行特征提取,获得了微粒微观结构特征参数微晶尺寸、层面间距、曲率的计算统计方法.试验结果表明,该方法可以快速、准确地获取微粒微观结构特征参数,偏差率仅为0.15%,是研究柴油机微粒微观结构的重要工具.试验结果还表明,随着柴油机负荷的增加,微晶尺寸平均值从2.161.nm增加到2.180 nm,而层面间距平均值和曲率平均值则分别从0.362.nm和1.228减小到0.360.nm和1.224.

柴油机多环芳香烃排放规律的研究

选用色谱－质谱联用中的选择离子检测技术研究了柴油机多环芳香烃排放规律，分析了苯并（ａ）芘的来源，并采用 １３工况法测定了 １４种典型多环芳香烃物质的比排放量。结果表明，多环芳香烃排放量随着工况的改变有很大的变化；苯并（ａ）芘完全是在燃料燃烧过程中形成的；有较多苯环的多环芳香烃比排放量小，而具有较少苯环的多环芳香烃比排放量大。