催化氧化反应中柴油机碳烟颗粒纳观结构的演化

本文采用热重分析仪构建的催化/非催化氧化反应环境制备了不同氧化程度的碳烟样品,并利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和拉曼光谱仪(RS)研究了 Pt 基催化剂与 O2 气氛下的催化氧化过程中碳烟纳观结构的变化规律,并与非催化氧化处理的碳烟纳观结构进行了对比分析.结果表明,在整个催化氧化过程中,碳烟基本粒子粒径缩减 25％以上,微晶曲率减小,微晶尺寸增加,石墨化程度提高;与非催化氧化处理的碳烟基本粒子对比发现,相同氧化程度下,催化氧化处理的碳烟基本粒子粒径缩减幅度最高增大 7.5％,微晶尺寸增加幅度最多减少 7％,微晶曲率减少幅度更大;同时,通过比较部分催化氧化碳烟样品与原始碳烟样品的基本粒子纳观结构特征参数发现,催化氧化过程中,尺寸在 0.5～0.9 nm 及曲率在 1.1～1.3 的微晶优先被氧化,表明催化作用生成的高活性氧化物种优先氧化短而曲折的微晶,从而提高了碳烟颗粒的石墨化程度.