第36卷，第8期 2016年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
生物柴油/柴油颗粒的拉曼光谱分析
张健，王忠，翟磊，赵洋江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013
Vol. 36, No. 8, pp2505-2509
August,2016
摘要为了进一步降低柴油机燃用生物柴油的颗粒排放，利用激光拉变光谱技术，研究了柴油机应用废气再循环(EGR)前后，燃烧柴油（B0）、生物柴油（B100)及其调和油（B50)的颗粒微观结构，采用五带拟合法对一阶拉受光谱进行拟合，并计算了颗粒石墨微晶尺寸和石墨晶格C一C键长。结果表明：随若生物柴油接混比的增加，颗粒D1带的半高宽增加，颗粒化学异相性增强；In/I，逐渐减小，颗粒中有序石墨结构含量增加，石墨化程度提高。引入EGR会使得颗粒D1带的率高宽增加，颗粒化学异相性增强；In/I。升高，颗
约8.5%，10.6%和11.8%。六种颗粒的缺陷类型主要属于石墨烯层边缘缺陷，掺混生物柴油和引入EGR 均会使得颗粒碳层边缘缺陷浓度增加，颗粒中挥发性有机物的官能团含量增加，增强了颗粒氧化活性。接混生物柴油使得颗粒石墨微晶尺寸增加，EGR使得颗粒石墨微晶尺寸减小，生物柴油和EGR对柴油机颗粒石
墨晶格C一C键长影响不大，C一C键长约为0.142nm，关键词拉变光谱：颗粒：生物柴油：柴油机：废气再循环
中图分类号：O657.3
引言
文献标识码：A
DOl: 10. 3964/j. issn. 10000593(2016)08-2505-05
微观绪构的变化3，
针对柴油机颗粒微观结构的研究，一般采用扫措电镜
(SEM)、高借透射电镜（HRTEM)、同步辐射小角X散射等
颗粒（particulatematter，PM)是柴油机主要排放污染物之一，主要由挥发性有机物、碳烟和无机盐等组成。柴油机排出的90%颗粒粒度在1m以下，是大气雾霾产生的主要因素之一，许多国家针对柴油机颗粒排放制定了严格的法规。生物柴油是一种清清可再生能源，可以与柴油接混或直接在柴油机上使用。生物柴油可由植物油、动物脂肪、地沟油等与醇类催化剂通过酯化反应制取，原料来源广泛，且具有含氧、不含硫等优点。柴油机燃烧生物柴油可以替代部分化石燃料，降低颗粒排放。废气再循环（exhaustgasrecircu-lation，EGR)是通过引入部分废气进入缸内，降低缸内最高温度，使得柴油机NO，排放大幅度降低的技术手段，已得到广泛应用。
拉受光谱对碳材料中的无序结构很敏感，所以常被用来研究碳材料的微观结构。早在1978年，Rose等首先采用拉受光谱证实了柴油机颗粒中石墨绪构的存在。Vander等利用拉曼光谱研究颗粒在氧化过程中微观结构变化，结果表明，拉受光谱峰值变化与颗粒微观结构变化有关。近年来，国内外学者主要应用拉曼光谱研究柴油机后处理装置前后颗
收稿日期：2015-04-14，修订日期：2015-08-05
手段。由于拉受光谱可以给出颗粒石墨化程度、石墨缺陷类型、微晶尺寸等参数，采用拉变光谱研究生物柴油/柴油颗粒的拉曼光谱参数，并在此基础上比较了应用EGR前后柴油机颗粒微观结构的差异，为推广生物柴油的应用及降低柴油机颗粒提供依据。
实验部分
1 1.1
颗粒采集
试验工作是在一台缸径为86mm的单缸柴油机上进行，柴油机的标定转速为3000r·min-1，标定功率为5.7kW。采用EGR将废气引人气缸，采用气体分析仪分别测量进排气管CO。浓度，利用式（1)计算EGR率，
进气CO：浓度
EGR率=
排气CO：浓度
(1)
采用微孔均勾沉积冲击式采样器MOUDI对颗粒进行采集，MOUDI是基于空气动力学的原理使颗粒沉积在惯性冲击器内铝箔上，MOUDI示意图如图1所示。试验燃油为地
基金项目：国家自然科学基金项目（51376083），江苏省高校自然科学基金项目（13KJA470001)资助
作者简介：张健，1990年生，江苏大学汽车与交通工程学院研生
e-mail : zhangjian1025ujs@163. com