采用固定床反應(yīng)器對均勻堆積碳黑顆粒層進行氧化,并對不同氧化階段的碳黑顆粒進行取樣,離線開展熱重分析獲得碳黑顆粒的氧化特性,同時利用電鏡分析碳黑顆粒的納觀結(jié)構(gòu)及參數(shù),探索均勻堆積顆粒的氧化過程及氧化特性。實驗結(jié)果表明:增加氧化溫度對均勻堆積碳黑顆粒層的排放特性和氧化效率有促進作用;均勻堆積時,顆粒氧化時主要以CO排放為主;在氧化末期,碳黑顆粒起燃溫度和活化能會隨氧化溫度增加而增加。隨著氧化溫度增加,碳黑基本粒子的納觀結(jié)構(gòu)先從外層崩解和剝離,然后又逐漸形成更有序和穩(wěn)定的"殼-核"結(jié)構(gòu),且趨于短微晶小間距的結(jié)構(gòu)。 

【文章來源】：西華大學學報(自然科學版). 2020,39(04)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１固定床反應(yīng)器示意圖??固定床反應(yīng)器主要由３部分組成：流量控制部??分、氧化部分和數(shù)據(jù)采集部分

７６??西華大學學報（自然科學版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加熱溫度／〇Ｃ??０％??圖４溫度對均勻堆積碳黑顆粒氧化生成氣體的比例和??氧化效率的影響??０．２??２０％??０．８??圖４為不同氧化溫度下，均勻堆積碳黑顆粒氧??化生成氣體的比例和氧化效率。由圖可知，增加氧??化溫度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐漸減小，這是??因為溫度升高ｃｏ２生成量變化不大，但ＣＯ生成量??增加造成的。同時可以看出，溫度升高，對均勻堆??積碳黑顆粒層氧化有促進作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加熱時間／Ｓ??圖３溫度對均勻堆積碳黑顆粒氣體排放特性的影響??１?０００??分析中僅考慮非均相反應(yīng)（７）、（８）和均相反應(yīng)??（１０）。由圖３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??遠大于Ｃ０２生成量，并且隨著溫度升高，ＣＯ生成??量增加。這是因為在中等氧化溫度下，碳黑表面形??成的官能團中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，從而使得ＣＯ是主要一次產(chǎn)物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ會均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??溫度，投人的能量增加，碳黑的氧化反應(yīng)更加劇烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管內(nèi)存在氧氣擴散受限的現(xiàn)象，并且使用中等氧化??溫度進行氧化，使得生成的ＣＯ在被來流帶走之??前，幾乎沒有時間氧化為ＣＯ嚴，因此，Ｃ０２主要由??反應(yīng)（７）生成。由于坩堝表面層的碳黑含量每次實??驗幾乎不變，因此生成的Ｃ０２量相差

７６??西華大學學報（自然科學版）??２０２０?年??５?０００??４?０００??３?０００??２?０００??５２５??５５０?５７５??加熱溫度／〇Ｃ??０％??圖４溫度對均勻堆積碳黑顆粒氧化生成氣體的比例和??氧化效率的影響??０．２??２０％??０．８??圖４為不同氧化溫度下，均勻堆積碳黑顆粒氧??化生成氣體的比例和氧化效率。由圖可知，增加氧??化溫度，Ｃ０２／Ｃ０比例先略有增加后逐漸減小，這是??因為溫度升高ｃｏ２生成量變化不大，但ＣＯ生成量??增加造成的。同時可以看出，溫度升高，對均勻堆??積碳黑顆粒層氧化有促進作用，氧化效率增加。??１．０??１００％??０?１?０００?２?０００?３?０００?４?０００??加熱時間／Ｓ??圖３溫度對均勻堆積碳黑顆粒氣體排放特性的影響??１?０００??分析中僅考慮非均相反應(yīng)（７）、（８）和均相反應(yīng)??（１０）。由圖３可以看出，ＣＯ生成后陡增，其生成量??遠大于Ｃ０２生成量，并且隨著溫度升高，ＣＯ生成??量增加。這是因為在中等氧化溫度下，碳黑表面形??成的官能團中，存在更多生成ＣＯ的羰基、醚基和??酸基［２１］，從而使得ＣＯ是主要一次產(chǎn)物，但在高于??７００丈０才，ＣＯ會均相氧化成Ｃ０２ｐ２＿２３］。增加氧化??溫度，投人的能量增加，碳黑的氧化反應(yīng)更加劇烈，??ＣＯ生成量增加。（：０２的生成中，由于固定床石英??管內(nèi)存在氧氣擴散受限的現(xiàn)象，并且使用中等氧化??溫度進行氧化，使得生成的ＣＯ在被來流帶走之??前，幾乎沒有時間氧化為ＣＯ嚴，因此，Ｃ０２主要由??反應(yīng)（７）生成。由于坩堝表面層的碳黑含量每次實??驗幾乎不變，因此生成的Ｃ０２量相差

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3617945