1 课题来源与背景 随着汽车保有量的迅速增加，空气污染日趋严重，我国大中型城市执行欧V和PM2.5标准的时间指日可待，大批柴油车未到规定报废年限而无法运行的问题将在超大型城市首先暴露出来。国际高标准环保要求催生柴油车尾气PM净化的理论研究。以可再生的绿色环保材料木材为基材制成的微米木纤维滤芯具有优异的粒子吸附性，可对PM中不同径级的粒子起到很好的净化作用。因此，利用木材研制柴油车尾气净化过滤体，进行适合我国国情的柴油车尾气净化机理与实用技术的基础理论研究已迫在眉睫。 2 技术原理及性能指标 柴油车所排出的尾气温度较低，这已成为柴油车尾气微粒捕集器（DPF）被动再生技术发展的瓶颈。本研究利用可再生资源所研制的木基滤芯为一次性使用的产品，不需要再生处理，当达到寿命极限后可直接用作燃料，不但可节约能源而且还避免了再生过程中的二次污染，可为柴油车尾气净化开辟一个新的方向。本项目研制符合欧V标准的微米木纤维滤芯试件，基于蒙特卡罗方法建立微米木纤维滤芯微观结构模型，从细胞孔穴分布的微观角度揭示滤芯容尘机理，说明滤芯容尘量大，使用寿命长的微观原因。 3 技术的创造性与先进性 本项目利用理论和试验相结合的方法对微米木纤维滤芯的材性进行研究；利用计算机数字图像处理技术及比表面积测定仪对微米木纤滤芯孔穴率及孔径分布进行研究；利用相关软件建立微米木纤滤芯微观结构模型；利用基于蒙特卡罗方法的粒子输运理论计算PM吸附量；利用DPF性能检测试验台进行相关试验并对理论结果进行修正，揭示微米木纤维滤芯吸附柴油车尾气PM的微观机理。以上研究内容是物理学、木材科学、统计学、汽车尾气排放控制及计算机科学技术等各学科内容的有机交叉。 4 技术的成熟程度、适用范围和安全性 本项目所研制的微米木纤维滤芯目前处于路试阶段，技术已经基本成熟。 2015年，我国汽车保有量为1.72亿辆，柴油车约0.35亿辆，如果在每辆车上都加装对油品要求低且价格低廉的微米木纤维净化器，其经济效益和社会效益都是十分巨大的，尤其对环境保护的价值更是不可估量的。 5 应用情况及存在问题 微米木纤维滤芯的耐受温度为230℃，超过这个温度，其韧性和强度将会大大降低。因此，本项目需要研制木纤维过滤体温度控制装置。 6 历年获奖情况 [1] 《Study on test instrument and filtration theory of the carbonized micron wood fiber DPF》 郭秀荣，杜丹丰，自然科学技术学术成果奖 ，第四届梁希青年论文奖三等奖（中国林学会）2012-LW-3-111 [2] 可移动式汽车尾气降解材料测试室 杜丹丰 郭秀荣 杨旭 专利号：ZL 2012 2 0171076.7 [3] 长木纤维滤芯柴油车PM过滤装置 杜丹丰，郭秀荣 专利号：ZL 2013 2 0090843.6 [4] 智能可拆卸式柴油机尾气颗粒捕集器 郭秀荣，崔可可，李阳 专利号：ZL 2012 2 0733269.7 [4] 郭秀荣，侯戌岭，张汉召.基于FLUENT的炭化微米木纤维滤芯DPF性能模拟与实验研究[J].小型内燃机与摩托车,2013（4）:43-47 [5] 郭秀荣，杨旭，杜丹丰.微米木纤维滤芯模压机液压系统优化设计. 木材加工机械, 2012(6):1-5 [6]郭秀荣, 杜丹丰,马岩.Development of Replace Controller for Diesel Particulate Filter with Carbonized Micro Wood Fiber Filter Core[J]. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2013(2) 5(10): 2964-2968, [7] 杜丹丰, 马岩, 杨春梅, 郭秀荣. 基于LJ-GCEMC的炭化木纤维滤芯超微粒子吸附模拟[J].湖北汽车工业学院学报，2013（3）:36-41 [8] 郭秀荣,王雅慧.常用 DPF 过滤体材料发展现状及特性研究[J].现代科学仪器，2012（12）:74-79, [9]郭秀荣, 王冬冬, 杜丹丰. 炭化微米木纤维柴油车尾气微粒捕集器再生控制系统研究[J].车用发动机,2012(12):56-60 [10] 陈萌，刘艳华，郭秀荣.Decomposition of NO in automobile exhaust by plasma–photocatalysis synergy[J].Environ Sci Pollut Res. DOI 10.1007/s11356-013-2021-2 ((WOS：000329243700042)) [11] 杜丹丰.Study on the Adsorption of Carbonized Micron Wood Fiber Filter for the Nanoparticle Emissions of Diesel Engine[J].Key Engineering Materials,572, 221~224 2013（EI：20134817018926） [12]杜丹丰，李坚，郭秀荣.Research on the working performance of Carbonized Micro-wood Fiber DPF [J].Advance Journal of Food Science and Technology 5(3):339-343, 2013 （EI： 20131716241728） [13]杜丹丰，李坚，郭秀荣.Adsorption Properties Simulation of Carbonized Wood Fiber for Ultrafine Particles Emitted by Diesel Engine[J].Journal of Convergence Information Technology, 8(1):272-280,2013 （EI：20130415927736） [14]郭秀荣, 杜丹丰,马岩.炭化微米木纤维滤芯柴油机排放纳米颗粒吸附特性[J].江苏大学学报，34(1): 7-12, 2013（EI：20130916060813）

东北林业大学

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