醇类汽车非常规排放物的检测技术研究
醇类清洁燃料代替传统汽油、柴油虽然降低了传统发动机常规排放污染物的含量,但它们的非常规排放污染物(甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、1,3-丁二烯、苯等)的排放浓度往往高于传统发动机的排放水平,以至对环境及人类的身体健康产生有害影响。因此,建立系统的醇类燃料汽车非常规排放物的检测方法是十分必要的。本文以气相色谱技术及质谱检测技术为基本实施手段,对醇类燃料汽车非常规排放物的检测进行了大量的深入研究。 在进行非常规排放物色谱分离实验时,首次发现甲醛、乙醛和乙醇、苯在不同的分离温度下出现峰交错的现象。为简化实验步骤,利用计算机模拟预...
醇类清洁燃料代替传统汽油、柴油虽然降低了传统发动机常规排放污染物的含量,但它们的非常规排放污染物(甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、1,3-丁二烯、苯等)的排放浓度往往高于传统发动机的排放水平,以至对环境及人类的身体健康产生有害影响。因此,建立系统的醇类燃料汽车非常规排放物的检测方法是十分必要的。本文以气相色谱技术及质谱检测技术为基本实施手段,对醇类燃料汽车非常规排放物的检测进行了大量的深入研究。 在进行非常规排放物色谱分离实验时,首次发现甲醛、乙醛和乙醇、苯在不同的分离温度下出现峰交错的现象。为简化实验步骤,利用计算机模拟预测保留时间的方法,成功预测出仅使用一根FFAP色谱柱实现主要非常规排放物分离最佳温度为40℃。该方法实现的最小检测浓度均小于5×10-6(包括在FID检测器上响应较低的甲醛)。并且除了低碳数烷烃含量较高时会对1,3-丁二烯的检测产生干扰外,其他汽车排放物基本上不干扰对非常规排放物的检测。该方法基本满足对醇类燃料发动机非常规排放物的一般检测要求,为实现快速检测奠定基础。 使用内标法完成主要非常规排放物的准确定量,测量它们的校正因子。其中,利用醛、酮类化合物与2,4-二硝基苯肼(DNPH)反应生成衍生物2,4-二硝基苯腙的性质,以苯为内标物,对反应液直接进样分析,测量了6种醛、酮衍生物的校正因子。同时根据氢火焰离子化检测器校正因子的理论计算,对衍生物的校正因子进行预测。实测值与理论预测值的最大相对误差不超过0.3%,说明对反应液直接进行校正因子测量的方法是可靠的;同时也说明使用理论计算方法预测校正因子的可行性,为使用理论计算方法预测其他醛、酮衍生物的校正因子奠定基础。 使用课题组自主知识产权专利技术“色谱仪产生浓缩色谱的方法”(专利号:ZL99108747.X)进一步实现主要非常规排放物的高灵敏度检测。通过初步实验已经验证此方法是有效的,能提高灵敏度90倍。分析掺烧醇类燃料的发动机尾气,实验结果验证此分析、检测方法是可靠的。 醇类燃料汽车主要非常规排放物检测手段的建立,为今后制定醇类燃料汽车燃烧系统的排放标准和技术改造提供科学的依据;对控制醇类燃料汽车的排放水平,降低它们对环境和人类的有害影响有着十分重要的现实意义。
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作者: 魏晓兵
学科专业: 材料学
授予学位: 硕士
学位授予单位: 天津大学
导师姓名: 范国梁
学位年度: 2004
语 种: chi
分类号: TQ517.4
在线出版日期: 2006年8月31日