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記事詳細:Detailed Article

JARI Research Journal (2012~)環境・エネルギー/Environment & Energy

資料名 / Title

JRJ20140801 研究速報
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熱光学式炭素分析計を用いた自動車排出粒子に含まれる炭素成分の熱特性
Thermal Characteristics of Carbon Components in Automotive Exhaust Particles

萩野 浩之
Hiroyuki HAGINO

大気環境における微小粒子状物質(PM2.5)は環境基準が達成されていない大気汚染物質の一つである.大気汚染防止の一環で,自動車排出規制が厳格化されており,自動車から排出される一次粒子は主にディーゼル粒子フィルタ(DPF)などによる低減対策が行われている.DPFは,エンジンから排出される粒子を酸化触媒とセラミック製フィルタにより除去するものである.エンジンから排出される粒子の性状を理解することは,これら浄化技術の性能に関わる情報を得ることになる.
エンジンから排出される粒子は,主に炭素成分から構成されており,有機炭素(OC)と元素状炭素(EC)に大別できる.OCは,有機化合物(C,H,Oなどを含む)の炭素(C)のみを計測しており,ECは概ねCのみから構成されるが,生成過程におけるグラファイト構造の成熟さによって,官能基(COOH,OH,芳香族など)や二重結合を持った超分子構造をとることがある.ECは燃焼しにくく,加熱過程における燃焼特性や耐熱性といった情報を得ることは,排出ガス後処理装置の性能向上,酸化触媒代替品の性能確認,長期安定性に関する予備知識として有益である.
本研究では,フィルタに採取した自動車排出粒子に対し,熱光学式炭素分析計を用いた熱分離分析を行うことで,粒子状物質の熱特性を測定する方法を検討した.この方法では,各温度で燃焼した炭素量を測定することで熱特性を把握できると同時に,試料の黒色度をモニターすることが,汎用的な熱分離分析装置と大きく異なる.これにより,試料中のOCが炭化しECに変化する状況,もしくはECが共存する金属酸化物などにより燃焼する過程をモニターすることが可能となる.また,ガス雰囲気を無酸素もしくは有酸素で切り替え,炭素成分の熱耐久性を把握することを可能にした.
Several researchers have reported that the fuel, lubricant oil, engine type, and driving cycle enhanced the thermal characteristics and reactivity of carbonaceous particles from automotive exhaust. In this study, thermal evaluation using thermal-optical carbon analyzer is applied to quantify organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) in PM2.5 samples. This thermal evaluation sought to obtain the thermal characteristics of carbon components in particulate matter and demonstrated to the standard reference matter generated from diesel engines.

種別 / Article Type

JARI Research Journal (2012~)

資料名 / Title

JRJ20140801 研究速報

発行年月 / Date of Issue

2014/08

分野 / Field

環境・エネルギー/Environment & Energy
ID:6739
 

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