柴油机CDPF被动再生特性及机理分析

为了探究CDPF(catalyzeddieselparticulatefilter)的再生性能及再生机理,该文利用发动机试验台,分别对催化剂负载量为0、530和636 g/m~3的3组CDPF开展耐久循环工况下的再生特性试验研究。试验结果表明,测试过程中被动再生消耗NO2,530 g/m~3 CDPF(CDPF1)在大负荷工况下,后端NO_2浓度低于前端,随着催化剂负载量增加,636 g/m~3CDPF(CDPF2)的后端NO_2浓度高于前端。在耐久循环的首个3 000 r/min、100%负荷工况时,CDPF1与CDPF2的排气压降比DPF(diesel particulate filter)低约14 kPa。耐久循环测试中,CDPF1的再生效率为87.5%,CDPF2的再生效率达到93.1%。利用量子化学密度泛函理论DFT(density functional theory),构建了组成Soot的大分子菲与NO_2,在Pt(111)晶面氧化为CO和CO_2的反应模型。通过DFT计算呈现NO_2的N=O化学键断裂、解离产生的活性氧O与菲基的1号C在Pt晶面滑移并结合的反应历程。利用DFT计算得到的化学反应动力学参数,对CDPF1进行再生过程的一维仿真计算,排气压降的模拟值与试验值误差范围在3%以内。研究结果可为提高CDPF再生效率提供理论依据与工程指导。     

柴油机催化型颗粒捕集器喷油助燃再生特征

针对在用车辆的排放升级改造,以及满足非道路移动源四阶段排放标准限制要求,该文基于自主开发的喷油助燃主动再生系统,开展了加装DPF(diesel particulate filter)和不同CDPF(catalyzed diesel particulate filter)后处理器的发动机外特性试验和喷油助燃主动再生燃烧试验。结果表明:催化剂负载量为530g/m~3的CDPF,对外特性下发动机的动力性和经济性影响较小,并为碳烟再生提供了充足的NO_2组分,因而其最大排气压差比DPF低8.8kPa。630℃时无二次供气的CDPF其再生效率高达96.4%,载体最高温度比DPF低31℃;采用二次供气速率1.25L/s、时长180s,继续供气速率0.625 L/s、时长420 s的再生方案,600℃时CDPF的再生效率为83.2%,载体最高温度比无二次供气时降低了64℃;进行停机再生与怠速再生时,催化剂负载量为530 g/m~3的CDPF具有更好的再生特性,其停机再生效率为76.4%,怠速再生效率达到88.5%。本研究对开发安全、高效的主动再生系统具有借鉴意义,并可为催化条件下的主动再生策略研究提供数据支撑。     

DOC催化剂配方对轻型柴油机气态物排放性能的影响

基于发动机台架测试,研究了DOC氧化型催化转化器(diesel oxidation catalytic converter,DOC)配方对安装有DOC+催化型颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CDPF)+选择性催化还原系统(selective catalytic reduction,SCR)后处理系统的轻型柴油机气态物排放性能的影响,结果表明:DOC配方的改变对发动机经济性无显著影响;随贵金属负载量的增加以及Pt/Pd比例的减少,CO和总碳氢化合物(THC)的T50降低,CO和THC的低温段转化率(300℃)升高,但随温度的继续升高,贵金属负载量或Pd的增加对CO和THC转化率的有利影响逐渐减弱,高温段平均转化率(≥300℃)差距较小;NO转化率随贵金属负载量的增加而增加;NO转化率对Pt含量更为敏感,Pt含量高的配方能促NO的氧化,与CO和THC转化率变化规律相反;当SCR入口温度低时,高的NO2浓度有利于提高SCR对NOx的转化效率,当SCR入口温度高时,SCR对NOx的转化效率均达到了90%以上且无明显差距;未发现DOC配方改变对外特性下CDPF压降的显著影响。     

排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验

为探究低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)对无外加热源的柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的再生过程与再生效果,搭建了排气余热辅助NTP再生DPF的试验系统。借助发动机停机后的排气余热,利用DBD(dielectric barrier discharge)型NTP发生器,对处于降温过程的DPF进行再生试验研究。结果表明:随着DPF温度的下降,NTP中O3的分解反应减弱,PM(particulate matter)氧化反应加剧,DPF内部出现温度不降反升的现象,氧化区域自DPF前端逐渐向后端延伸,DPF径向中点处氧化反应最为剧烈,DPF轴向剖面上残余积碳呈现?形。再生后DPF内部残余积碳中可溶性有机成分SOF(soluble organic fraction)明显减少,且NTP处理能够降低PM中SOF及DS(dry soot)的表观活化能。整个再生过程中,DPF内部大量积碳被氧化去除。排气余热辅助的NTP再生技术,实现了对无外加热源的DPF的有效再生,使得DPF排气背压下降达69%。该文证实了排气余热辅助NTP再生DPF的可行性,为NTP再生DPF技术的应用提供了试验依据。     

排气温度和催化基质特性对柴油机排放的影响(英文)

为了提高催化器CDPF(catalyzed diesel particulate filter)去除NOx和PM的性能,该文运用催化试验、发动机台架试验及模拟计算,研究了排气温度和催化器的基底材料特性对NOx还原和PM氧化的影响特性。通过活性评价和表征试验发现,由于La2Cu0.7Fe0.3O4表面具有较高的氧空位浓度和较强的晶格氧移动特性,所以300°C～500°C时具有较好的催化活性,且350°C～500°C时碳化硅较堇青石能更好地催化还原NO。发动机台架试验表明,由于碳化硅具有更高的孔隙率和更好的热交换特性,在1 600 r/min的75%和90%负荷工况时,碳化硅CDPF具有更好地催化去除NOx和PM的特性规律。模拟计算结果显示,具有较高过滤孔密度和比表面积的CDPF,由于较低的内部传质阻力和较高的传质特性,所以能较好地还原NOx和氧化PM。研究结果可为优化柴油机后处理器CDPF的催化性能提供科学依据。     

微粒捕集器再生背压阈值MAP图建立及其应用

为获得柴油机微粒捕集器（diesel particulate filter,DPF）再生背压阈值以提供再生时机判断基准,针对该文设计的喷油助燃再生系统,提出以总油耗量法为基础DPF再生时机背压判断法。基于AVL-BOOST平台建立装有 DPF 发动机的仿真模型,并试验验证其油耗、功率、转矩、排气温度及 DPF 背压变化模拟值,对比结果表明,该模型具有较好的实用性,为获得较高密度和精度的测点值创造条件。沿发动机纵、横向工况分布面上采用最小二乘拟合法与区间分段线性插值法,借助MATLAB对装有干净DPF的发动机等油耗曲面进行拟合。通过设置仿真模型中DPF模块微粒层厚度,记录各工况油耗,并从中筛选出较干净过滤体发动机油耗超过5%时所对应的DPF背压值作为背压阈值,进一步建立DPF再生背压阈值脉谱图（map of arterial pressure, MAP）。从应用试验来看,相同控制策略下采用该MAP判断再生时机可保证DPF再生过程在5～10 min内完成,过滤体内峰值温度及最大温度梯度均低于安全阈值1400 K、75 K/cm,表明该MAP具有较好的实用性,这为实现微粒捕集器的快速、安全再生提供了依据和技术参考。     

氮源比例和不同碳源对珠美海棠离体叶片再生不定芽的影响

摘要：以珠美海棠（Malus zumi Mats）苗叶片为试材,对影响离体叶片再生的因素进行了研究。结果表明：培养基的成分可以显著地影响叶片再生。在激素组合中,BA浓度变化对再生影响较小,而NAA浓度的变化影响较大。MS培养基氮源中,NO3-与NH4+比例以2∶1最好（2∶1MS,即常规MS）,3∶1MS和4∶1MS次之,1∶1MS最差。4种碳源（果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇）中,果糖明显优于其它3种。适宜的培养基组成为：MS盐、维生素,BA（2.5 mg/L）+NAA（0.25 mg/L）,果糖（30 g/L）,琼脂8 g/L,pH 5.8。叶片再生率为97%,平均再生芽数为5.6个。对碳源影响再生的可能原因进行了讨论。     

铈基燃油催化剂改善柴油机颗粒物捕集器再生效果

颗粒捕集器(diesel Particulate filter,DPF)是目前公认的最有效的柴油机排气颗粒物后处理装置,为了去除DPF内部沉积颗粒,实现DPF再生,采用提高排气温度或催化燃烧的方法来促进颗粒物燃烧。该文采用环烷酸铈溶剂作为燃油催化再生添加剂(fuel borne catalyst,FBC),对柴油机DPF的再生平衡温度、压降特性和燃烧灰烬等进行试验研究。试验结果表明:DPF再生平衡温度因FBC的催化作用从500℃以上下降到约450℃,从而增加了颗粒捕集器的颗粒储备能力,并能够有效再生;柴油机燃油消耗率随着排气背压的增加而上升;燃用FBC测试燃油时DPF前后压差较纯柴油上升缓慢,其达到排气背压再生阀值的周期变长;同时,随再生次数的增多,再生后DPF的前后压差呈线性增加,捕集效率却逐渐提高。该文采用燃油添加剂可以明显降低颗粒的着火点。结合电加热装置,可有效提高DPF的再生效果,有效过滤柴油车尾气中的颗粒物,对柴油车尾气净化及环境保护具有十分重要的意义。     

斜发沸石吸附NH_4~＋-N的活化与再生方法研究

采用实验方法研究了斜发沸石在静态和动态条件下对中低浓度含NH4＋-N废水的吸附性能,包括沸石的几种活化方法比较、沸石对NH4＋-N的吸附效果和沸石的再生效率。静态吸附实验结果表明,沸石对NH4＋-N的快速吸附等温过程符合Langmuir方程,其表达式为q=0.0764Ce（/1＋0.0328C）e。几种活化方法比较的结果表明,加热蒸汽活化效果明显,其饱和吸附量较天然沸石提高26.24。汽提的再生方法可以让饱和沸石得以部分再生,一次再生的效率为80.98,二次再生的效率为65.37。动态吸附试验在停留时间30min,水力负荷1.2m.3m-.2h-1,进水浓度为3.5~4mg.L-1的工况下,水土比为25,处理出水满足地表水IV类标准（NH3-N≤0.5mg.L-1）,继续运行到水土比为96时吸附能力被穿透。同时比较了水力负荷为1.2、1.8m3.m-.2h-1和不同滤床填料深度条件下的处理效果。一系列实验证明,利用斜发沸石净化低浓度含NH4＋-N废水具有良好的应用前景。     

荷载与腐蚀冻融耦合作用下再生混凝土耐久性能试验

现有的荷载与环境多因素研究大多是通过给试块设计安装一套夹具,然后拧紧螺丝或者用千斤顶对试块施加荷载（应力）,再用此带着夹具的试块进耐久性试验,此方法操作困难、繁琐,极易发生应力损失,使研究的准确性急剧降低。该文提出了一种具有操作简便、控制精准等优点的耦合作用机制,采用先加载再腐蚀冻融,且以此循环作用的方式来模拟混凝土真实工作状态,并对普通混凝土及再生混凝土在多因素耦合作用下耐久性能进行研究。该文试验加载制度分别采用0、40%、70%应力水平的重复荷载与25次腐蚀冻融交替2次,并对此耦合作用下再生混凝土与普通混凝土进行了宏观和微细观试验研究。试验结果显示：在宏观方面,随着应力水平的从0增加至70%,再生混凝土和普通混凝土的抗压强度损失率分别增加27.2%和100%,再生混凝土在多因素耦合作用下的耐久性能表现更佳,荷载会使普通混凝土和再生混凝土的劣化速度加快;在微观方面,在腐蚀冻融50次后,再生混凝土和普通混凝土的显微硬度损失率分别为8.1%和23.8%,环境扫描电镜（environmental scanning electron microscope, ESEM）结果也可以看出界面过渡区是混凝土中较薄弱的环节,且在冻融循环作用前,天然粗骨料界面过渡区处黏结强度和塑性变形能力较强,冻融循环作用后,再生粗骨料界面过渡区处抗冻融腐蚀能力更好。该结果为普通混凝土耐久性改进及再生混凝土的推广应用提供理论参考。     

黑龙江粳稻再生体系建立的影响因素研究

为了建立黑龙江粳稻组织培养高效再生体系,以东农427和东农428的成熟胚为材料,探讨预先浸胚、低温处理、培养基种类、凝固剂种类、ABA、谷氨酰胺、活性炭、硝酸银、2,4-D浓度以及6-BA浓度等因素对水稻再生体系建立的影响。结果表明,东农427经预先浸胚和低温处理可使培养力分别提高6%和15%,最适培养基为NB;ABA和谷氨酰胺分别适合在分化和诱导阶段添加,分化时添加活性炭和硝酸银分别使分化率提高38%和9%;最适2,4-D和6-BA分别为1mg·L~(-1)和4mg·L~(-1)。东农428经预先浸胚和低温处理可使培养力分别提高14%和9%,最适培养基为MS;ABA适合在诱导阶段添加,谷氨酰胺适合在整个培养阶段添加;分化时添加活性炭和硝酸银分别使分化率提高1%和9%;最适2,4-D和6-BA分别为1mg·L~(-1)和3mg·L~(-1)。2个品种的凝固剂在诱导阶段宜采用琼脂,分化阶段宜采用Phytagel。本研究为进一步优化水稻再生体系提供了依据,为后续水稻遗传转化奠定了基础。     

黄土丘陵区人工油松林下植物多样性和更新调查

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对黄土丘陵区45a人工油松林下的植物组成、多样性及幼苗更新等方面进行了研究,探讨了坡向和不同干扰对林下植物多样性和幼苗更新的影响。结果表明,阴、阳坡林下的物种组成相似性系数达到74%;原状林与去枯落物林,原状林与采伐上层乔木林地的相似性系数分别为74%和38%。灌木的物种丰富度(S)、多样性指数(H,D)在不同坡向表现为:阴坡>阳坡;均匀度指数(J)表现为:阳坡<阴坡,草本的各项指数均表现为:阴坡>阳坡;3种处理下灌木的丰富度、多样性指数均表现为:去枯落物林>原状油松林>采伐上层乔木林,均匀度指数表现为:采伐上层乔木林>去枯落物林>原状林,草本各项指数均表现为:去枯落物林>采伐上层乔木林>原状林。采伐上层乔木林下幼苗更新最好,在阴坡表现出良好的更新能力。     

樱桃离体叶片高效再生的影响因素

利用基因工程技术将外源的抗病基因导入受体植物,使受体获得抗病性,已成为抗病育种的一个新途径。叶片是基因工程操作中常用的受体材料,本实验以几个樱桃树种、品种为试材,系统研究了影响樱桃叶片再生的几个因素,旨在为基因转化提供一个高效、稳定的植株再生体系。1材料和方法1     

结球甘蓝小孢子胚诱导与植株再生

以4个结球甘蓝品种为试材,研究不同条件对小孢子胚诱导和植株再生的影响.结果表明:基因型是限制小孢子胚发生的主要因素.适宜取材的花蕾大小为2.5～4.0mm,瓣药比为2/3 ～7/6,盛花期是取蕾的适宜时期;培养基大量元素减半和添加适量活性炭均可显著提高胚状体诱导率,但对于难出胚基因型没有起到诱导出胚的作用;胚状体的诱导和萌芽需要植物生长调节剂NAA和6-BA的参与,适宜的胚状体诱导培养基为NLN-13+0.2mg· L-1 6-BA+0.1mg·L-1 NAA,胚状体诱导率为38胚/10蕾,适宜的胚状体生芽培养基为MS+0.4mg·L-16-BA +0.1mg·L-1 NAA+3％蔗糖+0.7％琼脂,芽诱导率达46.7％.     

桧状青霉原生质体制备和再生的研究

本文对桧状青霉H16的原生质体制备和再生的相关影响因子进行了初步的研究。结果表明：于30℃,转速为200 r/min的SDYS培养基中培养了16 h的菌丝,经S1溶液洗涤后,在1 mol/L的NaCl为等渗溶液,采用浓度为10 mg/mL的酶液,酶解温度为35℃,转速为100 r/min的条件下处理1.5 h时原生质体量达到最佳,本实验范围内最高达到6×106个/mL;同时,选取含有25 mmol/L Ca2＋的改良的察氏培养基培养经S2洗涤的原生质体时,原生质体可以达到较佳的再生率,本实验范围内最高达到24.3%。该研究为桧状青霉后期的菌株改造和遗传转化体系的建立奠定了基础。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿更新方式研究

以不同恢复年限的人工和天然小叶锦鸡儿为研究对象,采用样地调查和室内外实验相结合的方法对小叶锦鸡儿的更新方式进行了研究。结果表明,不同年限小叶锦鸡儿结种量和百粒重差异明显;小叶锦鸡儿土壤种子库丰度随时间降低很快;虽然沙埋有助于提高种子萌发率,但野外条件下小叶锦鸡儿幼苗很难存活;平茬处理后小叶锦鸡儿枝条长势良好;小叶锦鸡儿到达一定年限后可通过自然萌生进行更新。说明在自然条件下,小叶锦鸡儿难以实现种子更新;自然萌生和人工平茬是其主要且有效的更新方式。     

甘蓝类植物小孢子培养及植株再生研究

对3个甘蓝类植物(甘蓝、青花菜、羽衣甘蓝)19个品种小孢子胚胎发生和植株再生的影响因素进行了研究,结果表明,基因型不仅影响供试材料的小孢子胚状体发生频率,也影响胚状体的质量;4℃低温预处理0 ～2d结合32.5℃热激1d,能显著提高供试基因型小孢子出胚率.胚状体先在NLN-13液体培养基中培养25d,有利于胚状体分化成苗;后在B5固体分化培养基中添加1％ ～1.2％琼脂,可有效促进胚状体萌发和植株再生.小孢子再生植株先使用流式细胞仪在生长初期鉴定倍性,后对单倍体植株采用200mg·L-1秋水仙碱浸根处理20h,并用流式细胞仪鉴定,此方法可快速、有效地获得双单倍体植株.     

匍匐型地被菊再生及遗传转化体系的建立

为构建有效的地被菊再生和遗传转化体系,本研究以匍匐型地被菊雨花落英叶片为外植体,研究不同苗龄和激素配比对叶盘再生的影响;通过农杆菌介导法将外源基因导入野生型植株中,研究预培养、延迟培养、抗生素浓度等遗传转化条件对转化效率的影响。结果表明,雨花落英叶盘转基因最适再生条件为,以苗龄为30 d的组培苗幼嫩叶片为外植体,设置再生培养基配方为MS+6-BA 1.5 mg·L^-1+NAA 0.8 mg·L^-1,此时再生率高达91.11%,平均芽数为5.90;最优遗传转化组合为预培养2 d,侵染5 min,共培养2 d,延迟培养5 d,之后进行选择培养。羧苄青霉素在延迟培养阶段最适抑菌浓度为400 mg·L^-1;潮霉素叶盘筛选的最适选择压为8~10 mg·L^-1,生根筛选最适浓度为11 mg·L^-1;培养后期加入6-KT可以有效提高抗性芽的再生率;调节6-BA浓度为1.0 mg·L^-1,蔗糖浓度为40 g·L^-1,可以将得到的玻璃化苗转化为正常苗。分子鉴定结果表明,15株抗性苗中有10株阳性苗,阳性苗概率为67%;与野生型植株相比,9个株系的CmERF12基因均受到了明显的抑制表达。本研究建立了地被菊雨花落英再生和遗传转化体系,为进一步进行基因功能研究和遗传改良奠定了一定的理论基础。     

浑善达克沙地境内沙地榆的自然更新

对不同生境下浑善达克沙地榆(Ul mus pumila L.var.sabulosa J.H.Guo Y.S.Li)林下幼苗的密度、生长情况及林缘、单株下幼苗扩散分布进行了野外调查研究,运用种群生态学方法及数理统计方法分析了其更新规律。结果表明,浑善达克沙地榆幼苗的密度为流动沙丘半固定沙地固定沙地;固定沙地、流动沙丘幼苗生长较差且流动沙丘幼苗死亡现象严重,半固定沙地幼苗生长较好更适于沙地榆的更新;幼苗主要集中分布于距林缘20m范围内,20m外幼苗密度显著降低;风向对浑善达克沙地榆的分布有较大的影响。     

风兰丛芽高效诱导及植株再生研究

为了建立高效、稳定的风兰(Neofinetia falcata)丛芽诱导体系,以非共生性萌发所获得的风兰愈伤组织和原球茎(PLB)混合物为材料,改良的MS为基本培养基,附加不同植物激素及天然附加产物,进行单因素试验,选取适宜风兰生长的各因素种类和质量浓度范围,进而通过正交及完全组合试验,研究不同植物激素种类及其质量浓度和天然附加产物对其愈伤组织诱导和增殖、丛芽发生及植株再生的影响。结果表明,较适宜的非共生性萌发培养基为改良的MS+活性炭(AC)0.5 g·L^-1,在该培养基中种子培养75 d即可获得大量原球茎;原球茎在改良的MS+6-苄氨基嘌呤(6-BA) 0.5 mg·L^-1 +萘乙酸(NAA) 0.5 mg·L^-1 + 苹果泥30 g·L^-1 + AC 0.5 g·L^-1中培养70 d,诱导出的愈伤组织大量增殖,随后由原球茎产生大量丛芽,愈伤增殖系数6.84,丛芽发生率98.96%;将诱导出的丛芽转接至相同培养基中,以“芽繁芽”方式增殖,其增殖系数可达4.36。无菌苗生根则在改良的MS + NAA 1.0 mg·L^-1 + AC 0.5 g·L^-1 + 苹果泥70 g·L^-1 中进行,生根率100%。生根苗移栽至消毒后的碎松树皮中,保温保湿培养90 d后,成活率100%。本研究建立了风兰体外高效快速繁殖体系,为进一步开展其人工繁育和栽培提供了技术支持和理论基础,同时也为其他兰科植物的离体快繁提供了技术参考。