发展生物柴油是推动内燃机实现“碳中和”的重要手段,但燃用具有不同化学组分和分子结构的生物柴油会影响排放颗粒物的孔隙特征及微晶结构,并改变颗粒物的氧化活性。本研究基于柴油机台架试验,结合场发射扫描电镜联用X射线能谱仪、比表面积与孔径分析仪、接触角测量仪、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪以及热重分析仪,系统地研究了相同工况下燃用柴油和不同原料生物柴油对颗粒物多项理化性质的影响,探索了颗粒物微晶结构、比表面积及孔隙特征与颗粒物氧化活性之间的相关性。（1）对试验燃油在转速1800r/min、转矩250N·m工况下的燃烧特性进行分析。结果表明,生物柴油受热值和十六烷值影响,瞬时放热率峰值低于柴油,且峰值位置发生前移。大豆油甲酯（SME）、地沟油甲酯（WME）和棕榈油甲酯（PME）缸内温度峰值较柴油分别增加了4.6%、5.5%和5.9%。与柴油相比,生物柴油按照SME、WME、PME的顺序,燃烧始点依次提前,燃烧持续期依次延长。（2）对比研究不同燃油燃烧颗粒物的孔隙特征差异。首先,通过场发射扫描电镜对颗粒物微观形貌进行观测。结果表明,燃用生物柴油加剧了基本碳粒子的聚集缠绕现象,使得生物柴油颗粒团聚体结构更加致密;对图像阈值分割提取孔隙后,发现颗粒物表面存在大量孔隙,生物柴油颗粒的面孔率高于柴油颗粒。然后,通过氮气吸附法对颗粒物孔隙结构特征参数进行量化分析。结果表明,四种颗粒物的孔半径均呈连续多峰分布,分布范围为8～67nm,孔径属于介孔和大孔范畴;与柴油颗粒相比,SME、WME和PME颗粒的总孔容积分别增加了9.3%、12.7%和19.5%,平均孔半径分别减小了23.2%、29.6%和37.4%,比表面积分别增加了37.4%、48.4%和70.1%,分形维数分别增加了2.6%、5.6%和6.5%,生物柴油颗粒具有更开放的孔隙结构以及更粗糙的表面特征。结合接触角测量仪,发现生物柴油颗粒物因其较高的孔隙率和分形维数,从而更易被柴油液滴润湿。（3）对比研究不同燃油燃烧颗粒物的氧化活性差异。从宏观颗粒的比表面积、总孔容积到微观基本碳粒子的石墨化结构,分别与颗粒氧化活性进行关联性分析,阐述不同燃油颗粒氧化活性差异成因。结果表明,柴油颗粒的氧化特征温度和表观活化能均高于生物柴油颗粒,生物柴油颗粒的氧化活性更高,这与生物柴油颗粒更低的石墨化程度有关。但是,对于微晶结构相似的SME、WME和PME颗粒物而言,三者的石墨化程度并不能很好地关联其氧化活性。四种燃油颗粒的比表面积、总孔容积与颗粒的氧化活性均有着极高的线性相关性,氧化活性随着比表面积和总孔容积的增加而增加,反映出颗粒物比表面积和孔隙率是造成SME、WME和PME颗粒氧化活性产生差异的主要因素。生物柴油碘值和氧含量对颗粒物比表面积、孔隙特征和氧化活性具有重要影响,燃用碘值较低、氧含量较高的生物柴油（如本研究中PME）,将产生孔隙率较高且更易氧化的排放颗粒物。