ディーゼルすす粒子の酸化活性、元素組成、微細構造に対する熱老化気質の影響

ディーゼルエンジンの排出制御装置として、DPFは粒子状物質排出を削減する上で重要な役割を果たします。SOOT熱老化に関する研究作業は、DPF再生戦略を最適化し、再生効率を改善し、エンジン排出制御技術の進捗を促進するのに役立ちます。ディーゼルエンジンの粒子物理化学的特性に対する異なる大気下での熱老化の影響を調査するために、異なる熱老化後のSOOT粒子の酸化活性を熱波数測定分析（TGA）および熱分解動態計算、および機能的グループと機能的グループの分布によって評価されました。すす表面の元素組成は、FT-IRおよびXPS分析によって調査されました。さらに、O2/NO2老化を伴う塩基性炭素の微細構造とグラフイト化度をHRTEMテクノロジーによって分析しました。結果は、Sootの発火温度と活性化エネルギーが熱老化後に大幅に増加し、最低値はそれぞれO2/NO2/N2大気中の569°Cと165.29 kJ mol-1であることを示しています。浸漬表面上の炭化水素官能基の分岐度と含有量は、熱老化後に減少し、NO2が熱老化に関与している炭化水素官能基の相対的な含有量が最高です。すす表面上のO要素の含有量は、熱老化後に減少し、O2/NO2/N2大気の熱老化後のSOOT粒子の最大O/Cモル比は0.15です。熱老化後、炭素原子のハイブリダイゼーション度と-C -OHおよび-C [二重結合、m -dashとしての長さ] o soot表面上の官能基は減少します。-C -OH官能基の含有量は、熱老化雰囲気にO2とNO2を添加した後、それぞれ0.21％と0.53％に減少しますが、-C [二重結合、m -dashとしての長さ] O機能グループが増加します。それぞれ4.98％と5.98％まで。さらに、塩基性炭素粒子の層間隔と微結晶曲率は、熱老化後に減少しますが、微結晶サイズとグラフィット化度が増加します。

As an emission control device for diesel engines, DPF plays an important role in reducing particulate matter emissions. The research work on soot thermal aging will help optimize DPF regeneration strategies, improve regeneration efficiency, and promote the progress of engine emission control technology. In order to explore the influence of thermal aging under different atmospheres on particle physicochemical characteristics from diesel engines, the oxidation activity of soot particles after different thermal aging were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and pyrolysis kinetics calculation, and the distribution of functional groups and elemental composition on the soot surface were investigated by FT-IR and XPS analysis. Additionally, the microstructure and graphitization degree of basic carbon with O2/NO2 aging were analyzed by HRTEM technology. The results show that the ignition temperature and activation energy of soot significantly increase after thermal aging, and their lowest values are 569 °C and 165.29 kJ mol-1 in O2/NO2/N2 atmosphere, respectively. The branching degree and content of hydrocarbon functional groups on the soot surface decrease after thermal aging, and the relative content of hydrocarbon functional groups with NO2 participating in thermal aging is the highest. The content of O element on the soot surface decreases after thermal aging, and the maximum O/C molar ratio of soot particles after thermal aging in O2/NO2/N2 atmosphere is 0.15. After thermal aging, the hybridization degree of carbon atoms and the content of -C-OH and -C[double bond, length as m-dash]O functional groups on the soot surface decrease. The content of -C-OH functional group decreases to 0.21% and 0.53% respectively after the addition of O2 and NO2 in the thermal aging atmosphere, while the content of -C[double bond, length as m-dash]O functional group increases to 4.98% and 5.98% respectively. In addition, the layer spacing and microcrystalline curvature of basic carbon particles decrease after thermal aging, however, the microcrystalline size and the graphitization degree increase.