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微乳化柴油配方及制备工艺研究

作　者: 陈中元
导　师: 谷晓昱
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 柴油醇微乳液表面活性剂助表面活性剂
分类号: TQ423.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文以油酸类和环烷酸类表面活性剂为乳化剂,中长链醇为助表面活性剂,采用自乳化法制备了性能优良的微乳化柴油。通过考察醇和无机盐等添加物的影响,筛选出了助表面活性剂和最佳含盐度,确定了微乳液的最佳配方。研究了乳化剂的结构对柴油微乳化的影响,结果表明,乳化剂的亲油基团、亲水基团和反离子都会对微乳化产生不同程度的影响。以油酸单乙醇胺盐微乳液体系为例,通过改变醇和表面活性剂的质量比以及醇的种类、绘制拟三元相图、测定微乳液的粒径和计算醇由连续相转移到界面层的标准自由能变化(△Gθc→i,),系统地研究了助表面活性剂醇对微乳化的影响。结果表明,只有碳原子数大于3的中长链醇才能形成微乳液；随着醇的碳链长度增加,微乳液中水的最大增溶量、界面层中醇的含量以及液滴平均粒径都减小,拟三元相图中的微乳区域增大；△Gθc→i,与醇碳原子数n具有很好的线性关系：-△Gθc→i=0.1635n+6.2505；并且确定了制备柴油柴微乳液的较佳条件为：醇的碳链长度为8,ζas值约为0.6,HLB值约为8.5。最后,测定了油酸(环烷酸)单乙醇胺盐微乳液体系和纯柴油的黏度、闪点,凝点,粒径和温度稳定性,对比分析了微乳化柴油和纯柴油理化性能的差异,也比较了两种乳化剂的微乳化效果。结果表明,柴油微乳液的黏度要大于普通柴油,闪点与所用醇的种类有关,凝点未发生太大的变化,油酸单乙醇胺盐的微乳化效果要高于环烷酸单乙醇胺盐,能形成粒径更小的微乳液,并且具有更高的温度稳定性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-28
  1.1 安全柴油简介  14-15
  1.2 微乳化燃油的研究现状  15-18
  1.3 微乳液理论  18-22
    1.3.1 微乳液的定义  18
    1.3.2 微乳液的结构类型  18-19
    1.3.3 微乳液的形成机理  19-20
    1.3.4 微乳液的制备  20
    1.3.5 乳化液稳定性的影响因素  20-21
    1.3.6 微乳液的燃烧和节能降污机理  21-22
  1.4 表面活性剂理论  22-25
    1.4.1 表面活性剂的分类  22-23
    1.4.2 表面活性剂在溶液中的胶团化  23-24
    1.4.3 表面吸附的影响因素  24
    1.4.4 增溶作用  24-25
  1.5 本文的研究内容及意义  25-28
第二章乳化剂对柴油微乳化影响的研究  28-44
  2.1 引言  28
  2.2 实验试剂  28
  2.3 实验部分  28-29
    2.3.1 乳化剂的制备  28-29
    2.3.2 助表面活性剂的选择  29
    2.3.3 微乳化柴油的制备  29
  2.4 结果与讨论  29-42
    2.4.1 油酸二乙醇酰胺  29-30
    2.4.2 油酸(环烷酸)钠盐  30-32
    2.4.3 油酸(环烷酸)单乙醇胺盐  32-35
    2.4.4 乳化剂的结构对微乳化的影响  35-42
  2.5 小结  42-44
第三章助表面活性剂醇对柴油微乳化影响的研究  44-56
  3.1 引言  44
  3.2 实验药品  44
  3.3 实验仪器  44
  3.4 实验部分  44-46
    3.4.1 醇的种类及加入量对微乳化的影响  44
    3.4.2 柴油微乳液拟三元相图的绘制  44-45
    3.4.3 亲水亲油平衡值(HLB)的计算  45
    3.4.4 醇转移标准自由能变化  45-46
    3.4.5 柴油微乳液粒径的表征  46
  3.5 结果与讨论  46-54
    3.5.1 醇的种类及加入量对微乳化的影响  46-48
    3.5.2 柴油微乳液拟三元相图的绘制  48-50
    3.5.3 最佳HLB值的确定  50-51
    3.5.4 醇转移标准自由能变化  51-53
    3.5.5 柴油微乳液粒径的表征  53-54
  3.6 小结  54-56
第四章无机盐对柴油微乳化影响的研究  56-60
  4.1 引言  56
  4.2 实验药品  56
  4.3 实验部分  56
  4.4 结果与讨论  56-58
  4.5 小结  58-60
第五章微乳化柴油理化性质的表征  60-66
  5.1 实验药品  60
  5.2 实验仪器  60
  5.3 实验部分  60-61
    5.3.1 运动粘度  60
    5.3.2 闭口闪点  60-61
    5.3.3 凝点  61
    5.3.4 粒径  61
    5.3.5 温度稳定性  61
  5.4 结果与讨论  61-64
    5.4.1 运动粘度  61-62
    5.4.2 闭口闪点  62
    5.4.3 凝点  62-63
    5.4.4 粒径  63-64
    5.4.5 温度稳定性  64
  5.5 小结  64-66
第六章结论  66-68
参考文献  68-72
附录  72-78
致谢  78-80
研究成果及发表的学术论文  80-82
作者和导师简介  82-83
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  83-84

微乳化柴油配方及制备工艺研究

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