【摘 要】
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为了解碳烟表面的碱金属钠对柴油机微粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）运行及再生的潜在影响,本文采用模拟碳烟样品,综合运用多种化学改性途径及定量表征方法,系统研究了碱金属钠在碳烟表面的加载过程及其对碳烟的催化氧化影响,以期为实现碳烟高效氧化奠定理论基础。采用浓硝酸改性调控样品表面含氧官能团含量并进行碱溶液改性处理以加载碱金属钠,结果表明碱溶液改性后的碳烟样品表面存
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为了解碳烟表面的碱金属钠对柴油机微粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）运行及再生的潜在影响,本文采用模拟碳烟样品,综合运用多种化学改性途径及定量表征方法,系统研究了碱金属钠在碳烟表面的加载过程及其对碳烟的催化氧化影响,以期为实现碳烟高效氧化奠定理论基础。采用浓硝酸改性调控样品表面含氧官能团含量并进行碱溶液改性处理以加载碱金属钠,结果表明碱溶液改性后的碳烟样品表面存在两种赋存形式的钠,一种是可以与含氧官能团形成化学键连接的有机结合态钠,一种是附着碳烟表面的物理结合态钠。碳烟表面的含氧官能团含量越高,加载的有机结合态钠和物理结合态钠的含量均相应增加。有机结合态和物理结合态的钠均催化碳烟的氧化,所加载的钠含量越高,效果越明显。有机结合态钠在碳烟表面的结合位点对碳烟催化未显示明显影响。加载碱金属钠后,碳烟样品的低温段氧化过程无明显变化,主要是高温段的氧化明显向低温区偏移;增加氧浓度可进一步提高碳烟的最大氧化反应速率且降低其特征氧化温度。部分工况下碳烟的起燃温度可低至312℃,氧化终点温度仅462℃,使得DPF具有了被动再生的潜力。考虑到DPF的被动再生具有较高的经济性,实验研究了NO2氛围下含钠碳烟样品的氧化过程,结果显示NO2与O2具有协同氧化碳烟的作用,O2在碳烟氧化过程中为NO2提供了活性碳位点,从而促进了碳烟的氧化;碳烟表面钠的存在可促进碳烟转化为CO2。
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