柴油机排气的O2-NO2对碳烟氧化的协同效应

柴油机排气温度低于873 K时难以直接氧化碳烟,使得柴油机颗粒捕集器(DPF)要实现低温、高效率的再生面临严峻考验.为了明确DPF内O2-NO2快速氧化碳烟的反应机制,基于量子化学与化学动力学,采用微观机理结合宏观分析的手段,探究了 O2-NO2协同氧化碳烟的机理,并对碳烟的氧化进行定性与定量分析.研究表明:O2-NO2对碳烟的活性位有竞争吸附作用,NO2的吸附能明显高于O2,但O2与碳烟更易形成C(O)及活性O*.NO2易与O2产生的C(O)反应,生成的NO3-可有效氧化活性C*,实现O2-NO2对碳烟氧化的协同效应;中等温度为742 K时,O2与芘基(A4-)反应生成A4O的量保持最多,且O2与NO2摩尔分数比为1/2时,A4-的10 s再生效率最高可达78.1％,NO2摩尔分数越大,则更易于触发协同反应机制,A4-的氧化速率也越快.