柴油机颗粒氧化动力学反应分析方法比较

第３２卷第１期　西华大学学报（自然科学版）　２０１３年１月　Ｖｏ１．３２，Ｎｏ．１　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ・Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｊａｎ．２０１３　・新能源汽车与低碳运输・　柴油机颗粒氧化动力学反应分析方法比较　．　孟忠伟，杨冬，闫妍　（西华大学交通与汽车工程学院，汽车测控与安全四川省重点实验室，四川成都６１００３９）　摘要：采用热重法（ＴＧＡ）分析柴油机颗粒的氧化动力学性能，其动力学参数的处理方法较多，具有典型代表　的是积分法（Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ）、微分法（ＡＢＳＷ）和Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ法。文章采用上述３种方法，研究了改变柴油机颗粒初　始质量ｍ　对活化能Ｅ及指前因子Ａ　的影响。实验结果表明：当取反应级数ｎ＝１时，利用试样总质量和干碳黑质　量分别作为初始质量进行比较，当使用积分法（Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ）处理数据时，活化能及指前因子都将增大；而使用　微分法（ＡＢＳＷ）时，活化能不会发生改变，指前因子会增大；使用Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方法时，活化能只有微小的改变，指前因　子有一定增大。　关键词：柴油机颗粒；热重分析法；活化能；指前因子　中图分类号：ＴＫ４２１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３—１５９Ｘ（２０１３）０１—００５１—０５　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—１５９ｘ．２０１３．０１．００９　Ｔｈｅ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ＭＥＮＧ　Ｚｈｏｎｇ—ｗｅｉ，ＹＡＮＧ　Ｄｏｎｇ，ＹＡＮ　Ｙａｎ　（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｆｏ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００３９　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｈｅｒｍｏ—ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｆｏｒ　ＴＧＡ　ｄａｔａ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｏｎｅｓ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ），ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｌａ（ＡＢＳＷ）ａｎｄ　ｔｈｅ　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｓｅ　ｔｈｒｅｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓａｍｐｌｅ　ｍａｓｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅ－ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｉｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｓｏｏｔ　ｍａｓｓ　ｉｎｓｔｅａｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｙ　ｓｏｏｔ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｐｒｅ—ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｕｎｃｈａｎｇｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ＡＢＳＷ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ａｃｔｉ—　ｒａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ　ｃｈａｎｇｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅ—ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ；ｔｈｅｒｍｏ—ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ；ｐｒｅ－ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒ　柴油机排放颗粒物中，７０％的粒径小于　物进行氧化燃烧再生可以有效实现碳烟的净化＿３　Ｊ。　０．３　ｍ，主要是由碳烟颗粒以及吸附在其表面的可　为了使碳烟颗粒能够在排气温度下更易燃烧，减小　溶性有机物（ＳＯＦ）、碳氢液滴和硫酸液滴组成　。　其活化能是一种非常行之有效的方法。　碳烟颗粒容易被人体吸入肺泡且不易排除，其上面　采用热重法对柴油机颗粒进行升温氧化，并根　吸附的ＳＯＦ物质能致癌　Ｊ，为此，排放法规对柴油　据实验数据利用热分析动力学可以计算出相应的　车的颗粒物排放进行了严格的控制。通过将颗粒　活化能和指前因子等动力学参数。柴油机颗粒的　收稿日期：２０１２－ｌ１－２５　资金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１０６１３０）；四川省教育厅青年基金项目（１ＯＺＢ０７８，１２ＺＢ１３８）；四川省教育厅科技创新团队项目　（ＫＹＴＤ２０１００３）；西华大学重点科研基金项目（Ｚｌ１２０３２０，Ｚ１１２０３１９）；汽车测控与安全四川Ｉ省重点实验室开放基金项目　（ｓｚＪＪ２０１１—００１）；西华大学流体及动力机械省部共建教育部重点实验室学术成果培育资助项目（ＳＢＺＤＰＹ—ｌ１—１８）；四川省重　点科技项目（２０１１ＪＹＺ０１４）。　作者简介：孟忠伟（１９８０一），男，副教授，博士，主要研究方向为柴油机颗粒物捕集器。Ｅ　ｍａｉｌ：ｍｅｎｇｚｗ＠ｍａｉｌ．ｘｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．　５２　西华大学学报・自然科学版　热重氧化分析可以分为２个阶段，第１阶段在１５０　～４００℃温度区间，主要是ＳＯＦ等成分的燃烧，第２　阶段在６００～７００℃温度区间内，主要是干碳烟的燃　烧　Ｊ。目前已开展的研究工作有：常仕英等利用　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ法分析了碳烟的不同氧化阶段和燃烧速　率　；何百磊等分别利用Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ、ＡＢＳＷ和　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ法这３种方法对碳烟氧化的活化能和指　前因子进行了计算，并探究了传质对热重分析实验　结果的影响　；张广龙等利用Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ法计　算了当使用不同类型的催化剂时碳烟的活化能和　指前因子　。然而，上述研究都将碳烟的总质量作　为初始质量进行计算，而没有选取干碳烟质量来研　究其在６００～７００℃温度区间内氧化动力学参数。　其实在这一温度区间，剩余的样品质量主要是干碳　烟的质量。因此，有必要深入比较初始质量的选取　对碳烟氧化动力学参数的影响。本文利用碳黑和　柴油的混合物模拟柴油机碳烟颗粒进行热重实验，　分别利用试样总质量和干碳黑质量计算碳黑的氧　化动力学参数，并进行比较，是运用典型的动力学　公式　进行分析，这为柴油机碳烟颗粒氧化动力学　分析提供一定的科学依据。　１　实验方法　１．１热重实验　柴油机颗粒中大部分物质主要是干碳烟颗粒，　大多数情况下ＳＯＦ的质量占颗粒总质量的４０％左　右　ｊ。本实验用碳黑（德固赛Ｐｒｉｎｔｅｘ—Ｕ碳黑，其　比表面积Ｓ　＝１００　ｍ　／ｇ）与柴油的混合物来模拟柴　油机颗粒物，配制了柴油质量分数为４０％（碳黑质　量分数为６０％）的实验试样。利用ＴＧＡＱ６００热重　分析仪，在空气氛围中，以７０　Ｋ／ｍｉｎ的升温速率将　试样从室温（２５　ｏＣ左右）升温到８００℃，ＴＧＡ记录　下不同反应时刻的样品质量及样品温度。对实验　得出的数据进行热重动力学分析，可以得到Ｏ／一Ｔ　（转化率一温度）曲线、失重率等曲线。　根据Ｏ／一Ｔ曲线可以发现，混合试样中柴油最　先反应燃烧，当温度到达５２０℃以后碳黑才开始氧　化燃烧。本文分别选取室温时（试样未开始反应　时）混合试样的总质量　。　以及升温到５２０℃时碳　黑剩余质量ｍ。　。作为初始质量ｍ。，比较分别采用　上述３种氧化动力学方法对分析碳黑氧化活化能和　指前因子的影响。　１．２动力学参数　首先定义任意时刻ｔ或者温度　时试样的转化　率（也称失重率）　ＯＬ　＝—：　Ｉ二—　　（１）Ｊ　ｍ０一ｍ　式中：ｍ　为试样起始质量；ｍ为任意时刻时的质量；　ｍ　为终止质量。　相对反应速率表达式：　ｒ＝　＝Ａ　…ｐ（＿　）．（１　Ｓ　・Ｐ　：　（２）　本征反应速率常数：　ｋ＝Ａ＇ｅｘｐ（一　）　（３）　式中：碳黑比表面积Ｓ　：Ｓ．，ｏ／（ｍ。一ｍ　），（ｍ　・　ｇ　），其中Ｓ　是初始表面积，ｍ　；Ｅ为表观活化能，　Ｊ・ｔｏｏｌ～；Ａ　为总指前因子，ｓ・ｍ～；Ｐ。　为氧气　分压ｌ６　Ｊ。　２　实验结果与分析　试样以７０　Ｋ／ｍｉｎ的升温速率进行的ＴＧＡ实验　得出的质量变化曲线和相对反应速率曲线如图１和　图２所示。根据曲线可以很明显地看出实验试样的　２个反应阶段，当升温到３００　ｏＣ左右柴油几乎燃烧　完全。相对于柴油机颗粒物可以认为是ＳＯＦ的氧　化燃烧，相对反应速率ｒ在２００℃左右达到最大。　在经过一段时间的升温后，在３５０～５００℃试样的相　对反应速率趋近于０，试样在这段时间内并没有明　显的质量变化。当温度达到５２０℃左右时，碳黑开　始反应燃烧，在６００～７００℃区间内开始快速反应，　试样质量迅速减少，相对反应速率ｒ在升温到　６５０　ｏＣ左右时达到最大。　料　Ｋ　图１转化率、失重率与温度曲线　通过图２可以获得柴油和碳黑燃烧的３个特征　温度：起燃温度、峰值温度和燃尽温度。起燃温度　通常是指试样反应掉的质量达到试样总质量１０％时　第１期　孟忠伟，等：柴油机颗粒氧化动力学反应分析方法比较　５３　∞　如　加　ｍ　０　始质量ｍ　对拟合直线的斜率和截距依然有比较大　的影响，当初始质量ｍ　减小，拟合出的直线的斜率　和截距值会明显增大。利用碳黑的质量ｍ。　。来拟　喜　合曲线时，其斜率和截距都明显大于采用试样总质　量ｍ。一　得出的拟合曲线，说明利用纯碳黑质量　ｍ。　。得出的活化能和指前因子将大于采用试样总　２００　４００　６００　８００　ｌ０００　ｍ（　图２相对反应速率曲线　的反应温度，用　。表示；峰值温度是反应速率达到　最大时的反应温度，用　来表示；燃尽温度是指颗　粒物燃烧结束的温度，通常是反应掉的质量达到总　质量９０％时的反应温度，用　表示。表１得出了　柴油和碳黑在反应中的这３个温度值。从柴油的特　征温度能看出，碳黑的快速氧化燃烧的温度区间是　１１０—２４０℃。从碳黑的特征温度也能看出，碳黑的　快速氧化燃烧的温度区间是６１０—７１０℃。　表１柴油、碳黑的特征温度值　℃　２．１　积分法（Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ）的数据处理结果　将反应温度按照一定的升温速率　进行升温，　其表达式为：　＝　ｄＴ　（４）　联合公式（２）并进行移项积分可得：　Ａ＇ＳＰｏⅧ（１　ａ，　ｏ：２ｆ　ｒ。ｅ　ｐ（一Ｅ／ＲＴ）ｄｒ（５）一Ｏｔ）“　．“　公式两边分别取对数，取反应级数ｎ＝１得：　ｇ　【　】一　Ｅ　【ｏ　…　ｌｇ（一Ｉｎ（１一　）／　）与１／Ｔ呈线性关系，然后对　曲线进行线性拟合，通过拟合直线的斜率和截距就　可以求得活化能Ｅ和指前因子Ａ　。　分别用总质量ｍ。　和碳黑的质量ｍ　。作为　起始质量ｍ。对实验数据进行曲线拟合，结果如图３　所示。根据公式（６）可以看出，公式两边经过２次　取对数后，公式（６）不能进行进一步的简化，初始质　量ｍ。不能被通过数学方法舍去或者简化，因此，初　质量ｍ。　得出的数据。　图３积分法的拟合曲线　２．２微分法（ＡＢＳＷ法）的数据处理结果　将公式（２）分离变量取对数有：　・ｎ【　一　㈩　取　＝１时有：　ｎ［　一　（８）　根据高数知识，在　内取任一微元得到：ｄ１　　ｄ　＝　（９）　—　带入公式（８）有：　一　（１０）　联合公式（１）化简可得：　・　一面Ｅ　（１１）　指前因子的计算公式：　＝　（１２）　式中，口。是所拟合出曲线的截距值。　ｎ［　］与・／　呈线性关系，　拟合出相应直线，根据直线的斜率求活化能Ｅ，根据　直线截距求指前因子Ａ　。　分别用总质量ｍ　和碳黑的质量ｍ　作为　５４　西华大学学报・自然科学版　起始质量ｍ　对实验数据进行曲线拟合，从公式　（１１）可以看出，在利用Ｉｎ［　亏　】对　ｌｎ（卜ｍｍｚ　）＝Ｉｎ　ＥＡ　Ｓ　Ｐｏ２　）　一面Ｅ（１８）　利用ｌｎｋ一１／Ｔ图可以拟合出相应的直线，由其　１／Ｔ作图时，公式经过变化化简后完全消去初始质　量ｍ　，表明用该种方法拟合出的曲线，其斜率和截　距与反应试样的初始质量ｍ　并没有直接的关系。　因此，公式不管是用总质量还是利用碳黑的质量作　为反应的初始质量ｍ　进行曲线的拟合来计算活化　能和指前因子，碳黑活化能的计算结果都不会产生　变化。根据指前因子的计算公式（１２），改变初始质　量ｍ　将略微改变指前因子的数值。　２．３　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方法的数据处理结果　对公式（２）和（３）整理并取对数有：　ｎ—　一丽／７，（１３Ｓ　ａ　ｏＰ　０，（一　）“１　　Ｒ？’　），根据高数知识，在ｄ￣／ｄｔ内取任一微元，有：　垫：　二　，１４）　ｄｔ　ｔ，一ｔ　、　带人公式（９）有：　ｌｎ　＝ｌｎ［　：　＿＝＝＿　Ｉ＿＿）雨】＝　ｌ　一　ＲＴ　ｆ　１５）　联立公式（１）、（１１）化简可得：　ｎ　＝　ｎ［　二¨＿　ｌ＿　瓣］：　ｌｎＡ　一　／５　（１６）　根据ＴＧＡ实验中反应物的质量变化可知，在最　后反应阶段剩余质量很少，即ｍ　趋近于０，因此为　了简化公式这里可以暂时忽略不计，从而公式变为：　ｎ　＝　ｎ［Ｌ　Ｓ　：Ｐ—　ｏ，（２—１）ｍ０Ｊ－ｔ＝　ｔ］　＝　ｎ４　一　ｃ　７　斜率和截距分另Ｕ可以求得活化能Ｅ和指前因子　Ａ　值。　分别用总质量ｍ。　和碳黑的质量ｍ。　。作为　起始质量ｍ　进行曲线拟合，如图４所示。分析公式　（１８）可以得出，利用Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ法作图时，反应试样　的初始质量ｍ。对活化能Ｅ的计算无影响，对指前　因子Ａ　有一定的影响，增大初始质量ｍ。，指前因子　的值会增大。由于在进行公式的推导简化时忽略　了反应结束时的质量ｍ　，实际上在反应结束后，还　会有一些很少的试样中的杂质等没有燃烧完全，对　结果会造成一定的影响。　１／丁ＴＫ。。１　图５　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方法的拟合曲线　３　活化能的计算结果及分析　在进行ＴＧＡ实验时，扩散的影响对碳黑本征活　化能的影响非常大¨　。但是通过研究发现，可以选　择合适的坩埚尺寸和试样初始质量等因素来减小　甚至避免扩散的影响　卜　Ｊ。可以使用高度较低、直　径相对较大的坩埚，同时试样的初始质量应该偏　小¨　，一般在２．５～５　ｍｇ范围内比较适宜。本文用　的ＴＧＡＱ６００的坩埚尺寸为西６．５　ｍｍ×４　ｍｍ，Ｈ／Ｄ　＝０．６２，试样的初始质量为２．５　ｍｇ左右。因此，本　文实验可忽略扩散对活化能计算的影响，认为采用　碳黑质量ｍ　加计算得到的活化能为本征活化能；　而采用总质量ｍ。　计算得到的活化能为考虑柴油　和碳黑氧化相互影响的一种综合活化能。　表２列出了利用上述３种方法所计算出的活化　能和指前因子的值。利用ＡＢＳＷ和Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方法　无论是利用试样总质量ｍ。　，还是式样中碳黑质量　／／Ｚ。　。作为计算活化能的初始质量ｍ。，所计算出的　活化能值几乎没变化，指前因子的值会略有增大；　而利用Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ方法不仅活化能会增大，指　第１期　孟忠伟，等：柴油机颗粒氧化动力学反应分析方法比较　５５　前因子也会增大。这是因为根据上文对各个公式　的变化推导结果可以得出：利用ＡＢＳＷ和Ａ￣ｈｅｎｉｕｓ　方法计算出的活化能是碳黑的本征活化能，不管试　碳烟的本征活化能。　参监测，２００６，２２（３）：２３—２６．　考文献　［１］邹建国，钟秦．柴油机排放颗粒物组成分析［Ｊ］．中国环境　样初始质量ｍ　如何变化，活化能的计算结果都不　会发生改变；而使用Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ法将总质量　［２］郝吉明，段雷．燃烧源可吸人颗粒物的物理化学特征［Ｍ］．　北京：科学出版社，２００８：１９—２５．　ｍ。　作为初始质量ｍ。时，所计算出的活化能是碳　黑与柴油混合物的综合活化能。由于柴油的影响，　试样的表观活化能会低于碳黑的本征活化能。３种　［３］王逢瑚，郭秀荣，马岩，等．柴油车尾气微粒捕集器技术研究　现状及发展趋势［Ｊ］．小型内燃机与摩托车，２０１０，３９（１）：９３—９６．　［４］Ｓｔａｎｍｏｒｅ　Ｂ　Ｒ，Ｂｒｉｌｈａｃ　Ｊ　Ｆ，Ｇｉｌｏｔ　Ｐ．Ｔｈｅ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｏｔ：ａ　方法所计算出的碳黑本征活化能数值比较接近，且　都在合理误差范围内，从而验证上述分析的合理性。　表２计算出的动力学参数　不同初始质量动力学参数Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｅｍ　ＡＢＳＷ　Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ　４　结论　１）根据Ｏｔ—Ｔ曲线分析可知，柴油＋碳黑模拟　的柴油机颗粒物的氧化主要分为２个阶段：第１阶　段为ｌ１０—２４０℃，主要为柴油（模拟ＳＯＦ组分）的　氧化阶段；第２阶段为６１０～７１０℃，主要为碳黑（模　拟干碳烟组分）的氧化燃烧阶段。　２）推导并建立了３种典型的计算活化能的热　分析动力学模型，通过计算结果对比验证了它们的　实用性和正确性。　３）在取反应级数　＝１时，当改变计算公式初　始质量ｍ。后，使用积分法（Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｍ）所计算　的活化能值和指前因子则都会增加，使用微分法　（ＡＢＳＷ）和Ａ￣ｈｅｎｉｕｓ方法所计算出的活化能值几　乎不会改变，但是计算出的指前因子则略有增加。　４）积分法（Ｃｏａｔｓ—Ｒｅｄｆｅｒｎ法）不仅能计算本征　活化能，还能根据需求计算试样的综合活化能，而　微分法（ＡＢＳＷ）和Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方法只能计算试样中　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ａｎｄ　Ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２００１，３９　（１５）：２２４８—２２６５．　［５］常仕英，吴庆伟，杨冬霞，等．柴油车碳烟的燃烧特性及动力　学研究［Ｊ］．内燃机学报，２００９，２７（３）：２５６—２５８．　［６］何百磊．柴油机颗粒物捕集器再生用ＣａＭｎＯ３系列催化剂　的研究［Ｄ］．北京：清华大学，２００６．　［７］张广龙，荆军航，宁智，等．碳烟微粒催化氧化过程动力学分　析［Ｊ］．内燃机学报，１９９５，１３（１）：４７—５１．　［８］胡荣祖，史启祯．热分析动力学［Ｍ］．北京：科学出版社，　２００１：１０—２５．　［９］张延峰，宋崇林，成存玉，等．车用柴油机排气颗粒物中有机　组分和无机组分的分析［Ｊ］．燃烧科学与技术，２００４，１０（３）：１９８　—２０１．　［１０］Ｎｅｅｆｔ　Ｊ　Ｐ　Ａ，Ｍａｋｋｅｅ　Ｍ，Ｍｏｕｌｉｊｎ　Ｊ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｈｅａｔ　ａｎｄ　Ｍａｓｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｅａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ：Ａ　Ｃａｓｅ　Ｓｔｕｄｙ　Ｔｏｗａｒｄｓ　ｔｈｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｏｔ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ，１９９６，　２８７（２）：２６１—２７８．　［１１］Ｚｏｕａｏｕｉ　Ｎ，Ｂｒｉｌｈａｃ　Ｊ　Ｆ，Ｍｅｃｈａｔｉ　Ｆ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｅｘｐｅｒｉ—　ｍｅｎｔａｌ　ａｎｄ　Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ　ｗｈｅｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　Ａｎａｌｙ—　ｓｉｓ　ｔｏ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　Ｋｉｎｅｔｉｃ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｂｌａｃｋ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ－　ｈａｌ　ｏｆ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ，２０１０，ｌＯ２（３）：８３７—８４９．　［１２］Ｓｈａｒｍａ　Ｈ　Ｎ，Ｐａｈａｌａｇｅｄａｒａ　Ｌ，Ｊｏｓｈｉ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｂｌａｃｋ　ａｎｄ　Ｄｉｅｓｅｌ　Ｅｎ￣ｎｅ　Ｓｏｏｔ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｋｉｎｅｔｉｃｓ　Ｕｓｉｎｇ　ｈＴｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ　Ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌｓ，２０１２，２６（９）：５６１３　—５６２５．　［１３］Ｇｉｌｏｔ　Ｐ，Ｂｏｎｎｅｆｏｙ　Ｆ，Ｍａｒｃｕｃｅｉｌｌｉ　Ｆ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｋｉｎｅｔｉｃ　Ｄａｔａ　ｆｏｒ　Ｓｏｏｔ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ：Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｉｆｕｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　Ｔｈｅｎｎｏｇｒａｖｉｍｅｔｉｒｃ　Ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓ—　ｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｌａｍｅ，１９９３，９５（１—２）：８７—１００．　（编校：夏书林）