m88APP官网m88APP官网2024级博士研究生包中强在工程技术领域知名期刊《Chemical Engineering Journal》上发表了题为《Overview of technological development challenges of diesel particulate filters adapting to future emission regulations》的综述论文。包中强为第一作者，陈昊教授为通讯作者，m88APP官网为第一署名单位和第一通讯单位。
为应对空气污染与气候变化，全球排放法规日趋严格，柴油颗粒过滤器（DPF）作为关键后处理技术，需持续优化以满足标准。这篇文章系统地分析了当前柴油颗粒过滤器的技术发展趋势。不仅回顾了DPF 为适应更严格排放标准的技术演变路径，还深入探讨了过滤技术的前沿进展，包括新材料的应用和提高过滤效率的策略。同时，也回顾了再生技术的最新研究成果，特别是那些旨在提高再生效率和减少再生过程中污染物排放的新方法。
图1. DPF 的研究路线
研究表明，目前壁流式 DPF 仍然是解决柴油颗粒排放最有效的后处理装置。DPF的设计在保持低背压的同时需要保持高过滤效率。为了适应日益复杂的后处理系统并考虑上下游组件之间的耦合，未来的 DPF 需要降低成本、减小体积和重量，并提高与催化剂的兼容性。此外，欧 7 法规加强了对车辆整个生命周期的监管。这需要开发更精确的传感器和计算模型加强对 DPF 烟尘负荷的预测并优化再生策略。
图2. 未来可能用于满足欧七排放法规的后处理系统
对 DPF 过滤特性的研究总结表明，DPF 的过滤特性不仅受来流参数的影响，还受载体特性等的影响。然而随着排放法规的不断收紧，特别是随着冷热启动测试的引入以及对小于 23 nm 的颗粒的限制，DPF 在低温启动条件下的过滤性能及其过滤 23 nm 以下颗粒的能力亟待改进。虽然热管理措施在提高瞬态过滤效率方面显示出巨大的潜力。然而，这些方法通常需要额外的设备和更高的能耗。因此，增强 DPF 自身的过滤能力至关重要。而由于实验过程中受到各种因素的影响，因此想研究单个参数对 DPF 过滤性能的影响通常具有挑战性。这需要更准确的 DPF 过滤模型，尤其包含瞬态过滤条件的模型。这将极大减少DPF 设计和优化的成本。
图3. 不同灰分负荷对 DPF 压降的影响
对 DPF 再生方法的研究总结表明，目前DPF 的再生分为主动再生和被动再生。其中，燃烧器再生等主动再生方法由于其结构复杂性和所需的额外能量输入，它们的实际应用受到限制。而被动再生虽然具有能耗较低的优点，但催化剂的性能直接决定了其再生性能。因此，催化剂配方和结构的改进至关重要。为了确保可靠的再生性能，被动再生和主动再生的组合在未来可能变得不可或缺。此外，在 DPF 再生过程中实现安全高效的再生仍然存在挑战。为应对这些挑战，仍需要更深入地探索再生过程中的烟尘氧化机制，包括再生温度、催化剂条件和烟尘沉积特性对烟尘再生的影响。
图4. 利用Ag/CeO2 催化剂氧化烟尘的示意图
《Chemical Engineering Journal》是工程技术领域的顶级期刊，影响因子13.4，中科院大类一区TOP期刊，内容涵盖化学工程、环境工程、材料科学等领域中具有突破性和多学科交叉性的应用技术研究成果。
论文信息：BAO Z, CHEN H, GENG L, et al. Overview of technological development challenges of diesel particulate filters adapting to future emission regulations [J]. Chemical Engineering Journal, 2025, 506: 159982.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159982
（供图供稿：包中强 审核：耿莉敏 倪凤英 网络编辑：韩啸）
