燃烧排放颗粒的真实密度：突出有机物含量比较

真实密度是与有效密度相对的冷凝材料的密度。对于初级球体的聚集体，真实密度是指初级球体的密度。对于Petzold等人^[1]定义为仅由碳和少量氢气和氧气组成的单体团聚体的烟灰颗粒，由于微观结构密度较低，通常假设初级颗粒的真实密度低于2200 kg/m³的石墨密度。

自上个世纪以来，使用氦比重瓶1和体积置换法广泛测量粉末的真实密度。在大多数情况下，使用这些方法，需要至少500mg的粉末来进行相关的密度分析。这种分析适用于粉末生产领域的工业应用，粉末数量不是限制因素。

对于研究应用，特别是在气溶胶和烟尘科学界，从燃烧器、扩散火焰或汽车/飞机发动机中回收数百毫克纳米结构碳质颗粒是一项艰巨的任务。然而，除了这些实验限制之外，烟灰真实密度是这种颗粒的一个重要特性，因为它是许多测量技术所需要的，Yon等人^[2]根据有效密度测量进行形态分析，并根据尺寸分布测量设备计算质量浓度，并描述其物理行为。

通常，Bond等人^[3]假设新排放的烟尘颗粒的真实密度接近1800–1900 kg/m³。最近，几位作者提出将差分迁移率分析仪（DMA）与质量-迁移率分类器与离心式颗粒质量分析仪CPMA，用于计算柴油或丙烷/空气烟灰的固有密度。然而，这些新方法是间接测量方法，需要验证。

Bourrous等人^[4]提出与火灾排放研究相关的材料在多个尺度上排放的颗粒的附加值。DMA-CPMA方法优选用于无法合理获得所需质量的样品。然后证明了燃烧排放颗粒中有机物含量的影响，表明随着OC含量的增加，真实密度显著降低。

[1] Petzold A, Ogren J A, Fiebig M, et al. Recommendations for reporting" black carbon" measurements[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2013, 13(16): 8365-8379.

[2] Yon J, Bescond A, Ouf F X. A simple semi-empirical model for effective density measurements of fractal aggregates[J]. Journal of Aerosol Science, 2015, 87: 28-37.

[3] Bond T C, Doherty S J, Fahey D W, et al. Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment[J]. Journal of geophysical research: Atmospheres, 2013, 118(11): 5380-5552.

[4] Ouf F X, Bourrous S, Fauvel S, et al. True density of combustion emitted particles: A comparison of results highlighting the influence of the organic contents[J]. Journal of Aerosol Science, 2019, 134: 1-13.

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