《表3 Soot颗粒物热解产物中主要组分的含量》

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《不同成熟度家用蜂窝煤燃烧排放烟炱颗粒的Py-GC/MS研究》

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注:NA表示未检出

6种不同成熟度煤燃烧排放soot颗粒的热解产物中均检测到含量较高的芳香类化合物（58.1%～92.0%，表3和图2），主要包括苯的取代产物和多环芳烃及其衍生物。其中苯系物主要包括烷基苯（1～3，5，7）、苯乙烯（4）、茚（13）和联苯（30）等。多环芳烃化合物则包括二环的萘（19）及萘的取代物（23，31，37）和芴（44）等；三环的菲（59）及其取代物甲基菲（67）和蒽（60）；四环的荧蒽（72）、芘（73）及其取代物（77，79）等。根据环数大小，这些芳香类热解产物可以分为三类:低环（1环）、中环（2～3）环和高环（4～5）环。在本研究中，不同soot样品的热解产物，芳香类热解产物的环数分布均表现为:2～3环>4～5环>1环，即含量最高的为2～3环的芳香化合物，1环和4～5环芳香化合物相对较少。这种分布可能是由于在高温裂解（700℃）时，样品内部大分子结构的裂解为主要反应[25–26]，低环芳烃为主要的产物，而soot中丰富的质子化的芳香碳使碳环之间更易发生交联，因此2～3环的芳香类化合物含量最高。这些高含量芳香类化合物的检出，表明芳香性结构是构建煤soot结构的重要单元。值得注意的是，本研究中芳香化合物的含量整体上高于2017年韦思业等[17]对褐煤燃烧排放soot的研究结果（43.1%），这种差异可能与原煤的类型有关。与2010年Song et al.[15]的研究结果（97.2%）相比，本研究中低成熟度燃煤排放soot颗粒样品中芳香类热解产物的含量相对较低（58.1%～65.5%），而高成熟度燃煤排放的soot颗粒样品中芳香类热解产物的含量则比较接近（83.9%～92.0%）。这种差异可能是由于Song et al.[15]研究选用的煤为高成熟度的无烟煤的缘故。另外，本实验得到的soot样品是新鲜排放出来的颗粒，而Song et al.[15]收集的样品则是经过不断地加热和冷却后的老化soot，这也是本研究的soot热解产物中芳香类化合物含量相对较低的缘故。此外，与生物质燃烧soot的芳香类热解产物（45.5%～62.0%）[17]相比，低成熟度的榆林煤和双鸭山燃煤排放的soot颗粒具有类似的水平，但成熟度较高的永城-1、永城-2、鹤壁和焦作燃煤排放的颗粒中含有明显较高的芳香类热解产物。这反映了成熟度较高的燃煤排放的soot颗粒具有更为丰富的芳香性组分[27–28]。