柴油机烟碳的微波加热燃烧 Ⅰ．柴油机烟碳的介电性能与微波加热特征

本文讨论了将新颖的微波加热技术应用于柴油机烟碳燃烧的可行性。通过研究柴油机烟碳和商品碳黑的组成和结构与介电性能的关系，以及观察它们在微波场中的加热和燃烧行为，发现柴油机烟碳的介电性和损耗性很适宜于使用微波进行加热燃烧。实验结果表明，在含氧量为１０％的模拟排气条件下，当微波入射功率逐渐增至９００Ｗ时，可使柴油机烟碳的烧却率达５０％。文中亦考察了一次燃烧产物中ＣＯ_２摩尔分率在燃烧过程中的变化。     

柴油机烟碳的微波加热燃烧Ⅲ.铜催化剂的影响

柴油机烟碳的微波加热燃烧Ⅲ．铜催化剂的影响吕晓慧马建新李平朱兵刘士宁（华东理工大学工业催化研究所，上海２００２３７）方明刘毅庭（香港科技大学研究中心）关键词柴油机烟碳，微波加热，催化燃烧，铜催化剂作者在前文［１，２］研究了柴油机烟碳的微波加热燃...     

柴油机烟碳的微波加热燃烧Ⅱ.载体陶瓷材料的影响

本文讨论了柴油机滤烟器基体材料堇青石和常用载体涂层材料对柴油机烟碳微波加热燃烧的影响。实验结果表明，陶瓷材料，尤其是滤烟器基体材料对微波的吸收能力远远低于柴油机烟碳。因此，当二者共存时，床层的温升速率主要取决于烟碳的含量。烟碳／载体比越高，燃烧越易起动，但是床层温升也越高。与纯烟碳燃烧相比，陶瓷物质的存在有利于降低燃烧产物中的ＣＯ分率。     

微波在柴油机滤烟器催化再生中的应用：Ⅱ.滤烟器在含氧气氛中的微波加热 ？

采用柴油机台架装置及微波加热装置,考察了柴油机催化滤烟器的微波加热再生效应。结果表明,过滤体上捕集的碳烟量对催化滤烟器在氧气中的微波加热燃烧再生至关重要只有捕集的碳烟量超过某一直限值,滤烟器上的碳烟才有可能被微波加热至起燃温度;但碳量也不可超过一上限值,否则滤烟器的微波加热催化再生可能失去控制,碳烟急剧燃烧产生的热量将使过滤基质烧结。     

柴油机烟碳的微波加热燃烧：Ⅱ.载体陶瓷材料的影响

本文讨论了柴油机滤烟器基体材料堇青石和常用载体涂层材料对柴油机烟碳微波加热燃烧的影响。实验结果表明，陶瓷材料，尤其是滤烟器基体材料对微波的吸收能力远远低于柴油机烟碳。     

微波在柴油机滤烟器催化再生中的应用 Ⅱ.滤烟器在含氧气氛中的微波加热催化再生

采用柴油机台架装置及微波加热装置,考察了柴油机催化滤烟器的微波加热再生效应．结果表明,过滤体上捕集的碳烟量对催化滤烟器在氧气中的微波加热燃烧再生至关重要,只有捕集的碳烟量超过某一下限值,滤烟器上的碳烟才有可能被微波加热至起燃温度; 但碳量也不可超过一上限值,否则滤烟器的微波加热催化再生可能失去控制,碳烟急剧燃烧产生的热量将使过滤基质烧结． 此碳烟上下限再生窗口随催化剂活性的差异而有所改变． 研究中还发现,在再生过程中,产物中ＣＯ和ＣＯ２ 的比率有较大波动．     

微波在柴油机滤烟器催化再生中的应用：Ⅰ.滤烟器在氮气中的微波加热温 …

利用柴油机台架装置及微波加热装置考察了柴油机催化滤烟器的微波加热温升效应。结果表明,过滤体上捕集的烟碳量对催化滤烟器在氮气中的微波加热温升至关重要,烟碳量的微小增加,可引起滤烟体温度的显著升高。另外,当微波加热过程中隔离氧气时,滤烟体上出现了明显的金属氧化物催化剂被碳还原的现象。     

微波在柴油机滤烟器催化再生中的应用 Ⅰ.滤烟器在氮气中的微波加热温升行为

利用柴油机台架装置及微波加热装置考察了柴油机催化滤烟器的微波加热温升效应． 结果表明,过滤体上捕集的烟碳量对催化滤烟器在氮气中的微波加热温升至关重要,烟碳量的微小增加,可引起滤烟体温度的显著升高． 另外,当微波加热过程中隔离氧气时,滤烟体上出现了明显的金属氧化物催化剂被碳还原的现象．     

柴油机尾气净化催化剂的最新研究进展

柴油机尾气排放的污染物已经引起了严重的环境污染问题,催化净化技术是柴油机尾气污染治理必不可少和最有效的处理技术之一,而高效催化剂的研制和开发是催化净化技术的核心.本文以柴油机尾气中最难处理的两种污染物NOx和碳烟颗粒(PM)的催化处理技术为主线,综述了NOx的催化还原(选择性催化还原(SCR)和贮存还原(NSR))催化剂、碳烟的催化燃烧催化剂、NOx和碳烟颗粒同时消除的催化剂及柴油机尾气四效催化剂的最新研究进展,并总结性地提出了目前该研究方向存在的主要问题和发展方向.     

利用激光诱导炽光法定量测量柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数

激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法. 本文介绍了LII 的基本原理以及LII 实现定量测量的常见标定方法, 建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试系统, 该测试系统采用双成像原理, 可以实现多点标定和全视场范围内的碳烟体积分数测量. 在一台工作在1200 r·min^-1、喷油量21 mg的光学单缸柴油机上, 研究了60、100 和140MPa三个不同喷油压力下, 缸内燃烧过程碳烟的分布情况, 结果表明, 碳烟自发光出现在燃烧放热率峰值之后, 且随着喷油压力提高, 碳烟发光持续期缩短, 碳烟发光强度降低. 测试区域内火焰中的碳烟体积分数范围约为0-50×10^-6. 不同喷油压力下, 碳烟生成初期、碳烟峰值和碳烟氧化三个阶段内平均碳烟体积分数的范围分别是: 5×10^-6-9×10^-6, 15×10^-6-20×10^-6和14×10^-6-16×10^-6. 喷油压力提高后火焰中的碳烟分布区域面积增大, 平均碳烟体积分数减小, 碳烟体积分数的空间分布趋于均匀.     

基于不同燃料PAH特性改进的适用于多组分燃料的碳烟模型

将多环芳烃(PAH)骨架模型与甲苯参比燃料(TRF)氧化模型耦合,构建了一个新的TRF-PAH骨架模型.以新的TRF-PAH骨架模型作为燃料燃烧的气相化学反应模型,基于不同分子结构的燃料氧化过程中生成PAHs和碳烟的路径也不同的研究结论,本文进一步优化了以PAHs为碳烟前驱生成物的碳烟半经验模型.通过甲苯在流动反应器、搅拌反应器和激波管中的氧化/裂解实验验证发现,新的TRF-PAH骨架模型可以相对准确地预测小分子PAHs和重要中间组分的浓度.通过对比烷烃和芳香烃氧化过程中生成苯的计算值可以发现,燃料的分子结构对PAHs的生成路径影响很大.另外,改进后的碳烟模型利用甲苯、正庚烷/甲苯及异辛烷/甲苯混合物为燃料的激波管中裂解和氧化实验验证,结果表明在较宽的工况内碳烟模拟值与实验值吻合较好.最后,将新的碳烟模型应用于KIVA程序,模拟以TRF20为燃料的柴油机碳烟排放,结果表明TRF-PAH骨架模型和碳烟模型能重现缸内燃烧和排放的特性.     

等离子体在同时去除NOx和碳烟催化反应中的作用

采用程序升温反应(TPR)技术,研究了等离子体辅助同时催化去除富氧柴油机尾气中NO_x和碳烟(soot)的反应特性.研究结果表明,等离子体提高了同时去除NO_x-soot的催化反应活性,降低了碳烟的燃烧温度,使碳烟起燃温度从300 ℃降到280 ℃,燃尽温度从425 ℃降到380 ℃;同时,等离子体辅助提高了NO_x转化为N₂的效率,使催化选择性从1.12％提高到1.53％.本文还分别研究了在NO和O₂的环境中,有或没有等离子体作用下,碳烟在催化作用下的去除特性.等离子体作用使得NO在和O₂共存、只有NO和只有O₂存在的各种条件下,碳烟的催化燃烧活性都有不同程度的提高,促进了N₂的生成.此外,本文也对等离子体辅助同时催化去除NO_x-soot的机理进行了探讨.     

环烷酸铈消烟助燃剂改善内燃机有害排放的研究

消除柴油机排放污染应当主要限制柴油机颗粒排放水平。研究具有助燃与消烟作用的柴油添加剂自然成为降低柴油机颗粒排放的重要途径。通过台架试验考察环烷酸铈消烟助燃剂加剂前后发动机的排气烟度、速度特性、负荷特性，以及排气温度等指标，结果表明环烷酸铈消烟助燃剂可降低内燃机排放中的NO2，CO化合物或碳烟等有害物质，特别对碳烟、NO2排放平均下降幅度较大。     

铈基氧化物催化燃烧柴油机炭烟颗粒的性能及机理研究进展

随着环保法规的日益严格和人们环保意识的提高,柴油车尾气污染物中的炭烟颗粒对环境的严重污染引起了人们广泛的关注.利用催化净化技术实现炭烟颗粒的消除是目前最有效的途径之一,其中高活性催化剂的研发是决定该技术广泛应用的关键因素之一.近年来,铈基氧化物催化剂因其良好的氧化还原性能、适当的表面酸性以及较高的储/释氧容量而被广泛用于柴油机尾气炭烟颗粒的催化燃烧领域.研究铈基氧化物催化剂在炭烟催化燃烧反应高活性的本质,有助于了解炭烟颗粒催化燃烧过程的基本原理,为现有催化剂的优化和新型催化剂的设计提供科学指导.本文总结了近年来铈基氧化物催化剂材料在催化柴油机炭烟燃烧中的研究进展,主要包括单一氧化铈催化剂和稀土金属、过渡金属、碱(碱土)金属及贵金属改性的铈基氧化物催化剂.同时,对上述催化剂的反应机理进行了总结.最后,提出了铈基氧化物催化剂在催化柴油机炭烟燃烧中存在的问题并对其发展前景进行了展望.     

锰基催化剂在催化柴油炭烟燃烧中的应用

柴油机排放的炭烟颗粒引起了严重的环境污染并对人体健康造成了极大的危害,引起人们的广泛关注。目前,催化净化技术是控制柴油机尾气炭烟颗粒排放最有效和研究最广泛的技术手段之一,其中高性能催化剂的研发是催化净化技术应用最为关键的因素。本文总结了近年来锰基催化剂材料在催化柴油机炭烟燃烧中的研究进展,重点介绍了单组分锰基催化剂、复合结构锰基氧化物催化剂、固定结构锰基氧化物催化剂(钙钛矿型、尖晶石型、水滑石型)等的研究进展,并简述了锰基催化剂材料在同时消除炭烟颗粒和氮氧化物方面的研究进展。最后,提出了锰基催化剂在催化柴油机炭烟燃烧中存在的问题并对其发展前景进行了展望。     

过渡金属-铈基复合氧化物的制备与碳烟燃烧催化性能

采用溶胶凝胶法制备了不同过渡金属TM(Fe,Co,Ni,Mn)-Ce复合氧化物,并经800℃水热处理20 h后得到老化样品。利用XRD,BET对样品结构进行了表征,并采用CO-TPR和TPO分别考察了样品的还原性能和碳烟催化燃烧活性。结果表明,复合氧化物通过过渡金属和铈离子的变价和协同作用,有效地提高了催化剂的碳烟燃烧催化活性。在催化剂-碳烟松散接触条件和含NO+O2气氛下,由于催化剂表面氧的活化和硝酸盐分解释放的NO2,Co-Ce和Mn-Ce具有良好的碳烟燃烧活性。催化剂-碳烟紧密接触和含O2气氛中的活性则与催化剂的比表面积成正比关系,并受活性氧释放能力的影响。     

过硫酸铵氧化滴定法测定高铬铸铁中铬含量

高铬铸铁中的铬大部分以固溶体形式存在,另一部分是以碳、氮化合物等形式存在。碳、氮化合物用酸分解极其困难,只有在加热冒高氯酸烟或在加热冒硫酸烟时滴加硝酸才能完全分解。测定高碳高铬样品中铬时不允许长时间冒高氯酸烟,一般在冒硫-磷酸烟时滴加硝酸氧化来破坏其碳氮化合     

生物质燃烧碳烟的物化特性及生成机理研究

以棉花秸秆和木屑为研究对象,设定不同的燃烧工况,在管式炉中进行燃烧并采集碳烟物质,采用TEM、EDS、GC-MS等检测方法对生物质燃烧过程中生成碳烟的物化特性进行研究,并根据检测结果对碳烟生成机理进行分析和推测。检测及分析结果表明,碳烟颗粒典型形貌有胶囊状、球状、链状、网状等。燃烧工况影响燃烧过程使碳烟颗粒表现出不同的微观形貌。碳烟生长过程中伴随着颗粒的碰撞和凝并,形成形貌复杂的链状或网状颗粒聚团。生物质燃烧中碳烟主要由纤维素热裂解生成,成分包括糠醛类、酚类、醛类、呋喃、烷烃、烯烃等含碳化合物。推测碳烟生成机理为,在生物质燃烧过程中,纤维素发生化学键的断裂与重排,生成CO、CO₂和残炭分子碎片等,而残余碳基再通过重整、脱水、碳化、断键等反应生成各种醛类、酮类等产物,醛类、酮类化合物之间通过缩聚、环化反应生成苯环结构,再进一步转化为苯酚、甲苯等化合物。     

铈基复合氧化物催化碳烟燃烧的性能及其H2-TPR研究

采用溶胶-凝胶法或浸渍法制备了不同金属离子掺杂的铈基复合氧化物催化剂,并采用热重法考察其催化碳烟燃烧的活性,借助H₂-TPR(程序升温还原)手段探讨了催化剂氧化还原性对碳烟燃烧性能的影响. 结果表明,过渡金属的掺杂促使催化剂在低温下提供更多的表面氧和晶格氧,显著降低了碳烟的氧化温度,催化剂于200~400℃释放的活性氧数量对于碳烟燃烧性能提高至关重要; 而结构性助剂金属、碱金属或碱土金属的掺入可提高中温活性氧数量,虽然对碳烟起燃温度无明显改善,但加快了碳烟的燃烧速率.     

微波制样的应用

介绍了微波制样在分析化学中的应用，包括微波试样消解，微波加热水样测定CODcr，微波加热水解蛋白质测定各种氨基酸，以及微波萃取等。特别是对微波试样消解在应用中的一些问题，作了较详细的叙述。