CN101126037A - 纳米合金燃料添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合物，它含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(…)n表示的合金；其中每个大写字母和(…)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属；和前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。还公开了含有合金的燃料添加剂；含有所述燃料添加剂组合物的燃料组合物；制备所述燃料添加剂组合物的方法；和使用所公开的合金的方法。

Description

纳米合金燃料添加剂
技术领域
本发明涉及新型燃料添加剂组合物，其中每种组合物可以含有两种或多种不同金属的合金。
背景技术
已知含金属的燃料添加剂存在着多种形式，从在含水载体介质或者烃载体介质中的均匀溶液，或者非均匀的颗粒簇，一直延伸到配制成浆料形式的可见颗粒。位于两者之间的是纳米颗粒范围，通常定义为尺寸比簇大但小于100纳米的金属颗粒。在使用这些含金属添加剂的所有情况中，它们以单一含金属添加剂制剂的形式、或者以不同金属的混合物形式引入到燃料/燃烧/烟道气系统中。
上述性质的含金属燃料添加剂通常配制成水溶性或者油溶性浓缩物形式，或者作为均匀溶解的金属或者作为金属纳米颗粒.在很多情况中，浓缩物是在载体流体中的胶束分散体，或者含有所需金属原子的颗粒悬浮体。在其中认定需要不止一种金属的情况下，将所需金属的简单混合物包括在同一制剂中，或者分别加到燃料中.
目前，金属在燃烧系统中的应用依赖于每种金属类型所带来的化学性质，所述化学性质由金属的独特的轨道和电子构造(将分别描述)支配。这意味着在用金属混合物配制的添加剂中，在预期产生活性的时候，金属在燃料燃烧过程中互相独立起作用。实际上，燃烧进料的物理学使得下述情况不可能发生：即，混和金属添加剂将不同金属原子置于燃烧燃料物质上的同一位置内，因而使得这些金属原子可以整体充当一种化合物。
最近人们关注的含金属添加剂的物理形式是纳米颗粒形式，这是由于纳米颗粒的与众不同的表面/体积比、活性位点数和形状。如同所预期的那样，对混和金属纳米添加剂也同样关注，这是因为每种金属往往都有特定的功能。
由于燃料性质、系统设计、空气/燃料比、燃料/空气进料在燃烧区的驻留时间、以及燃料/空气混和速率，燃烧碳氢燃料的燃烧系统存在着不同程度的燃烧效率不足。这些因素导致燃烧不够完善，从而出现下列现象的至少一种：1)目标效率下降，2)环境污染物排放增多，3)由于燃烧系统中出现沉淀，所以运行耐久性下降，和4)由于存在着不希望的、燃料内含的腐蚀前体，所述腐蚀前体在一定燃烧条件下转化成腐蚀性物质，从而导致对系统硬件的腐蚀。从燃料方面考虑对这些问题的解决方案通常涉及基于测试过的准则而选择某种“清洁燃料”，或者仅仅采用添加剂。
需要的是这种添加剂组合物，它可以经配制以增强特定的功能和改善上述问题的至少之一。
发明内容
根据本公开内容，公开了一种组合物，它含有下列通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
在一方面，还公开了一种燃料添加剂组合物，它含有下面通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的处理过的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
另外，公开了制备燃料添加剂组合物的方法，包括用有机化合物处理合金；和将处理过的合金溶解在稀释剂中；其中合金用下面通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
另外，公开了燃烧改性剂，它含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
还公开了一种沉淀改性剂，它包含如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中一个是B；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7.
而且，在另一方面，公开了一种腐蚀改性剂，它包含如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中一个是C；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
在一个方面，公开了排放改性剂，它包含如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中一个选自A、B和D；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
而且，公开了纳米合金燃料添加剂在燃烧系统中的用途，其中所述燃烧系统选自任何柴油-电力混和车辆、汽油-电力混和车辆、两冲程发动机、固定燃烧器、废物焚化器、柴油燃料燃烧器、柴油燃料发动机、喷气发动机、HCCI发动机汽车柴油发动机、汽油燃料燃烧器、汽油燃料发动机和发电机。
另外，公开了纳米合金燃料添加剂在排放控制系统中的用途，其中排放控制系统选自氧化催化剂、颗粒收集器、催化的PT、NOx收集器、掺入废气中用以去除NOx的内置(on-board)NOx添加剂、和用于去除NOx的等离子反应器。
本发明的其它目标和优点将部分在下面的描述中给出，并且可以通过实践本公开内容而获知。通过所附权利要求中特别指出的单元和组合，会认识到并获得本公开内容的目标和优点.
应该理解的是，前面的一般性描述以及后面的详细描述都仅仅是示例性和解释性的，并不是对本公开内容的限制，如同所声称的那样。
附图被结合到说明书中并构成了说明书的一部分，它们对本公开内容的一个(多个)实施方案进行了举例说明，和说明书一起用于解释本公开内容的原理.
附图说明
图1-5举例说明了本公开内容的各种纳米合金的分析结果；和
图6-9举例说明了本公开内容的各种纳米合金的PDSC结果。
具体实施方式
以下以例举方式说明本发明的实施方案。
1、一种组合物，含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中所述合金含有至少两种不同金属；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7.
2、项目1的组合物，其中所述金属选自准金属、过渡金属和金属离子。
3、项目1的组合物，其中A选自Mn、Fe、Co、Cu、Ca、Rh、Pd、Pt、Ru、Ir、Ag、Au和Ce。
4、项目1的组合物，其中B选自Mn、Al、Si、Sc、Ti、Zn、Sr、Y、Zr、Mo、In、Sn、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Yb、Lu、Cu和Ce。
5、项目1的组合物，其中C选自Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Cu、Zn和Cr。
6、项目1的组合物，其中D选自Li、Na、K、Rb、Cs和Mn.
7、项目1的组合物，其中A、B和/或D是排放改性剂。
8、项目1的组合物，其中所述合金是平均颗粒尺寸为大约1-大约100纳米的纳米合金.
9、项目1的组合物，其中所述合金是平均颗粒尺寸为大约5-大约75纳米的纳米合金。
10、项目1的组合物，其中所述合金是双金属的。
11、项目1的组合物，其中所述合金是三金属的.
12、项目1的组合物，其中所述合金是四金属的。
13、项目1的组合物，其中所述合金是多金属的.
14、项目1的组合物，其中所述合金是单功能的。
15、项目1的组合物，其中所述合金是双功能的。
16、项目1的组合物，其中所述合金是三功能的。
17、项目1的组合物，其中所述合金是四功能的。
18、项目1的组合物，其中所述合金是多功能的。
19、项目1的组合物，其中所述合金选自双金属的、三金属的、四金属的和多金属的；和其中所述合金选自单功能的、双功能的、三功能的、四功能的和多功能的。
20、项目1的组合物，其中所述合金用有机化合物处理。
21、项目20的组合物，其中所述有机化合物选自有机羧酸、有机酸酐、有机酯和路易斯碱。
22、项目21的组合物，其中所述有机羧酸和有机酸酐包含至少大约8个碳原子。
23、项目21的组合物，其中所述有机酯是脂族酯。
24、项目21的组合物，其中所述路易斯碱含有碳原子数为至少8的脂族链。
25、一种燃料添加剂组合物，含有：
如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的处理过的合金；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
26、项目25的燃料添加剂组合物，进一步含有选自分散剂、清洁剂、倾点抑制剂、防膨胀剂、摩擦改性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、泡沫抑制剂、防磨剂、破乳剂和粘度指数改善剂的任选添加剂。
27、一种用于制备燃料添加剂组合物的方法，包括：
用有机化合物处理合金；和
将所述处理过的合金溶解在稀释剂中；其中
所述合金用如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
28、一种燃料组合物，含有主要量的燃料和少量的项目25的燃料添加剂组合物。
29、项目28的燃料组合物，其中所述燃料选自柴油燃料、喷气燃料、醇、醚、煤油、低硫燃料、合成燃料、煤、生物质、液体石油气、船用油、燃气液化燃料、煤液化燃料、生物质液化燃料、高沥青质燃料、源自煤的燃料、基因工程生物燃料和作物及其提取物、天然气、丙烷、丁烷、无铅马达和航空汽油、以及所谓的重新配制的汽油，所述重新配制的汽油通常含有汽油沸点范围的烃和燃料可溶性含氧掺合剂。
30、一种燃烧改性剂，含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属，其中之一是A；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
31、一种对燃烧系统中的燃料燃烧进行改性的方法，所述方法包括向所述燃烧系统中提供项目30的燃烧改性剂.
32、一种沉淀改性剂，含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D
是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属，其中之一是B；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
33、对燃烧系统中源自燃料燃烧的沉淀水平进行改性的方法，所述方法包括向所述燃烧系统中提供项目32的沉淀改性剂。
34、腐蚀改性剂，含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属，其中之一是C；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
35、一种对燃烧系统中由于燃料燃烧的燃烧副产物导致的燃烧系统表面腐蚀进行改性的方法，所述方法包括向所述燃烧系统中提供项目34的腐蚀改性剂.
36、一种排放改性剂，含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；
其中每个大写字母和(...)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属，其中之一选自A、B和D；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
37、一种对燃烧系统中源自燃料燃烧的排放进行改性的方法，所述方法包括向所述燃烧系统中提供项目36的排放改性剂。
38、纳米合金燃料添加剂在燃烧系统中的用途，其中所述燃烧系统选自任何柴油-电力混和车辆、汽油-电力混和车辆、两冲程发动机、固定燃烧器、废物焚化器、柴油燃料燃烧器、柴油燃料发动机、喷气发动机、HCCI发动机汽车柴油发动机、汽油燃料燃烧器、汽油燃料发动机和发电机。
39、纳米合金燃料添加剂在排放控制系统中的用途，其中所述排放控制系统选自氧化催化剂、颗粒收集器、催化的PT、NOx收集器、掺入废气中用以去除NOx的内置NOx添加剂、和用于去除NOx的等离子反应器。
现在详细参考本公开内容的现有实施方案(一个或多个，示例性的实施方案)，在附图中给出了所述实施方案的实施例(一个或多个)。
本公开内容在一个实施方案中涉及含有两种或多种金属的合金的燃料添加剂组合物。所述燃料添加剂组合物可以提供给燃料组合物。如同本文所描述的那样，合金在化学上不同于它的任何成分金属，这是因为它的XRD图谱和各个成分金属都不同。换而言之，它不是不同金属的混合物，而是所用的成分金属的合金。
对于在燃料燃烧中对系统效率、排放、沉淀/起渣/结垢、以及腐蚀产生影响的金属活性而言，主要决定因素主要是类型、形状、尺寸、电子构型、以及最低占据分子轨道(LUMO)和最高占据分子轨道(HOMO)的能级，这些轨道是在当预期的底物物质将发生化学和物理转变时的条件下，金属能够与这些预期底物物质的轨道发生相互作用的轨道。这些LUMO/HOMO电子构型是每种金属所独有的，因此是在例如Mn和Pt、或者Mn和Al、等等之间观察到的固有的物理/化学上的独一无二性。
所公开的合金是将不同的成分金属原子结合在化合物中的结果。这意味着合金的LUMO/HOMO轨道是各个不同金属原子的这些性质的杂混结果.所以，对于在燃料添加剂组合物中的用途而言，合金保证了合金颗粒中的所有成分金属在燃烧着的燃料物质的同一位点处终结(end up)并以一种改性了的，也即合金形式起作用.对于这种目的而言，合金的优点是源于通过将不同的各个合金复合金属的LUMO/HOMO轨道混和而赋予颗粒的LUMO/HOMO电子和轨道构型的独一无二的变体。预计合金复合物中活性位点的数量和形状也会相对于等价混合物(但不是合金)中的活性位点的数目和形状发生显著变化。合金中LUMO/HUMO轨道能级的这种独一无二的轨道和电子混合，是不可能通过简单地以适当函数比混和各种金属的颗粒来获得的。本公开内容涉及在多功能应用的组合物中存在的合金，所述多功能应用比如有利的燃烧、排放和沉淀改性。
本发明公开的是一种组合物，它含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(ESP)增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。在一方面，(...)应理解为包括存在着至少一种除了A、B、C和D以外的金属并以各组成化学计量存在。
在上面公开的式子中的每个大写字母可以是金属。所述金属可以选自准金属、过渡金属和金属离子.在一方面，每个大写字母可以相同或者不同。举例而言，B和C可以都是镁(Mg)。
金属源可以包括但不限于它们的含水盐、碳酰物、氧化物、有机金属化合物、和零价金属粉.含水盐可以包括例如氢氧化物、硝酸盐、乙酸盐、卤化物、磷酸盐、膦酸盐、亚磷酸盐、羧酸盐和碳酸盐。
如上所述，A可以是燃烧改性剂.在一方面，A是选自Mn、Fe、Co、Cu、Ca、Rh、Pd、Pt、Ru、Ir、Ag、Au和Ce的金属。
如上所述，B可以是沉淀改性剂。在一方面，B是选自Mn、Al、Si、Sc、Ti、Zn、Sr、Y、Zr、Mo、In、Sn、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Yb、Lu、Cu和Ce的金属.
如上所述，C可以是腐蚀抑制剂。在一方面，C是选自Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Cu、Zn和Cr的金属。
如上所述，D可以是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(ESP)增强剂。在一方面，D是选自Li、Na、K、Rb、Cs和Mn的金属。
在又一方面，A、B和/或D可以是排放改性剂，其中每组的金属如上所述.
所公开的式子中的下标字母表示组成化学计量值.例如，对于AaBb合金而言，比如本文公开的Fe0.80Ce0.20，a＝0.80和b＝0.20.在一方面，如果所公开的合金中的金属是铈(Ce)，那么它的组成化学计量值小于大约0.7，例如小于大约0.5，进一步举例而言小于大约0.3。
在一方面，所公开的合金可以是纳米合金。所述纳米合金可以具有大约1-大约100纳米的平均颗粒尺寸，例如，大约5-大约75纳米，进一步举例而言大约10-大约35纳米.
合金可以是单功能的，使其能够执行下列功能的任何一种，例如：燃烧改性剂(A组金属)、沉淀改性剂(B组金属)、腐蚀抑制剂(C组金属)、或者燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂(ESP)(D组金属)。
合金也可以是双功能的，使其能够执行上述功能的任何两种.在一个方面，合金可以是三功能的(即，它可以执行上述功能的任何三种)；四功能的(即，它可以执行上述功能的任何四种)；或者多功能的(即，它可以执行上述功能以及未定义的功能的任何多种).
在一方面，所公开的合金可以包含可以是多功能的金属，即，所述金属可以执行至少两种功能，比如上述的那些.例如，如下所述，镁可以充当沉淀改性剂(B组金属)和腐蚀抑制剂(C组金属)。进一步举例而言，含有Cu10Mg90的合金会是多功能的二元金属合金，这是因为铜可以充当燃烧改性剂、沉淀改性剂和腐蚀抑制剂，而镁可以充当沉淀改性剂和腐蚀抑制剂.
在一方面，合金可以是纳米合金，而且可以是双金属的(即，来自相同或不同功能组的两种不同金属的任何组合，例如，AaBb或者AaA’a’)、三金属的(即，来自相同或不同功能组的三种不同金属的任何组合，例如，AaBbCc、或者AaA’a’A”a”、或者AaA’a’Bb)、四金属的(即，来自相同或者不同功能组的四种不同金属的任何组合，例如AaBbCcDd、或者AaA’a’A”a”Aa、或者AaBbB’b’Cc)、或者多金属的(即，来自相同或者不同功能组的两种或多种金属的任何组合，例如，AaBbCcDdEe...等或者AaBbB’b’CcDdD’d’Ee).合金必须包含至少两种不同金属，但是超过两种时，每种合金中的金属数量会由每种特定的燃烧系统和/或废气后处理系统的要求来确定。
在一方面，该组合物可以包含选自双金属合金、三金属合金、四金属合金和多金属合金的合金，其中所述合金选自单功能合金、双功能合金、三功能合金、四功能合金和多功能合金。
单功能纳米合金燃烧改性剂组合物可以由组A中的金属的任何组合制备，如下面的非限制性实例所示：
双金属的(AaA’a’)：Mn/Fe、Mn/Co、Mn/Cu、Mn/Ca、Mn/Rh、Mn/Pd、Mn/Pt、Mn/Ru、Mn/Ce、Fe/Co、Fe/Cu、Fe/Ca、Fe/Rh、Fe/Pd、Fe/Rh、Fe/Pd、Fe/Pt、Fe/Ru、Fe/Ce、Cu/Co、Cu/Ca、Cu/Rh、Cu/Pd、Cu/Pt、Cu/Ce等；
三金属的(AaA’a’A”a”)：Mn/Fe/Co、Mn/Fe/Cu、Mn/Fe/Ca等；和
多金属的(AaA’a’A”a”Aa...等)：Mn/Fe/Co/Cu/...等，Mn/Ca/Rh/Pt/...等及其它。
相似的单功能双金属的和多金属的纳米合金组合物可以分别针对组B、C和D进行组装，以特别解决沉淀(B)、腐蚀(C)和燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(D)问题.在发电设施炉/锅炉、工业炉/锅炉和废物焚烧单元中使用的大气压燃烧系统(固定燃烧器)的烟道气后处理系统中，安装了静电沉淀器(ESP)。ESP是一系列位于燃烧废气流程中的带电电极板，将微细颗粒通过静电俘获到电极板上，使得这些可以不会排放到环境中。已知上述D组的金属能增强和维持ESP在这种任务中的最优性能。
在横跨A、B、C和D功能组的两种或多种不同金属原子之间，可以形成多功能合金组合物，如下面的非限制性实例所示：
双功能的(例如，Aa/Bb、Aa/Cc、Aa/Dd、Bb/Cc、Bb/Dd和Cc/Dd)：Mn/Mg、Mn/Al、Mn/Cu、Mn/Mo、Mn/Ti等。
三功能的(例如，Aa/Bb/Cc、Aa/Cc/Dd、或者Bb/Cc/Dd)：Mn/Al/Mg、Fe/Mg/Cu、Cu/Si/Mg等.
四功能的(Aa/Bb/Cc/Dd)：Mn/Mo/Mg/Na、Fe/Al/Mg/Li等.
组合形成的纳米合金，例如AaBb，也可以直接影响排放。在燃烧系统/废气后处理系统中使燃烧最优化和沉淀最少，会使得环境污染物的排放减少.
可以制备相似的组合，例如，分别制备Aa/Cc、Aa/Dd、Bb/Cc、Bb/Dd和Cc/Dd，以解决：燃烧/腐蚀(Aa/Cc)、燃烧/燃烧辅助改性剂和ESP(Aa/Dd)、沉淀/腐蚀(Bb/Cc)、沉淀/燃烧辅助改性剂和ESP(Bb/Dd)、和腐蚀/燃烧辅助改性剂和ESP(Cc/Dd)。
大量制备所公开的合金的最实际的方法是采用任何合适的还原剂(比如，醇、伯胺或仲胺、烷醇胺、脲、氢、氢硼化钠和氢硼化锂等)和适当的清洁剂/分散剂或者聚合物涂布剂(polymer coater)来还原各个所选制剂的含水盐混合物。反应条件要求在化学计量学、温度、压力、pH、和分散剂之间保持明智的平衡.也可以采用其它活化反应混合物的方法来制备所公开的纳米合金，比如声波处理、微波辐射、等离子体、和光学改性的电磁辐射(即，UV、IR、激光等)。分散剂也可以是还原剂(即，烷醇胺，其中醇官能团起到还原作用，而胺基团和反应的纳米簇形成配位并通过反应介质中的分散控制尺寸)。分散剂也可以是具有极性头部和非极性尾部的螯合分子。反应条件的控制将确定反应速率，反应速率也确定了纳米合金的物理组成。例如，反应速率快导致合金的密度低而且多孔，反应速率慢导致产物更致密而且孔隙更少.多孔纳米合金在大气燃烧系统中的实用性提高，而更致密的纳米合金更适于加压的燃烧系统。形成多孔纳米合金的更具体的方法是溶胶凝胶方法，比如Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL)开发的方法.
可以适于大量制备所公开的纳米合金的另一示例性方法是机械化学方法，其中无需液体金属前体.在足以形成合金的温度和压力下，将各种金属组分的粉末混和在一起并通过物理方法一起研磨。这种方法的缺点在于所得纳米合金密度更高，因而孔隙率更低.这种表面积减少对气相燃烧、燃烧排放去除(即，来自公用锅炉和焚化炉的烟道气的SO3和NOx)和沉淀改性(炉子中的渣)有负面影响。但是，所述更高密度的纳米合金适用于陶瓷.
在一方面，所公开的合金在没有掺杂的情况下制备，比如取代掺杂或者间隙掺杂.美国专利申请No.2005/0066571公开了数种掺杂氧化铈的方法。
本文的合金可以配制成可以是任何形式的添加剂，所述形式包括但不限于晶体(粉末)或者液体(水溶液、烃溶液或者乳液)。所述液体可以具有通过合适溶剂以及乳化剂/表面活性剂组合转变成水/烃乳液的能力。
在一方面，合金可以涂覆有或者以其它方式用合适的烃分子处理，从而使其可以溶解在燃料中。合金可以被涂覆以防止附聚。为此，合金可以在涂覆剂(有机酸、酸酐或者酯或者路易斯碱)的存在下粉碎在有机溶剂中.已经发现，通过这种涉及原位涂覆的方式，能够显著改善对合金的涂覆.而且，在许多情况下，所得产物可以直接使用，无需任何中间步骤。因此，在一些涂覆程序中，需要在将涂覆后的合金分散在烃溶剂中之前使其干燥。
涂覆剂可以合适地为有机酸、酸酐或者酯或者路易斯碱。涂覆剂可以是例如有机羧酸或者酸酐，通常具有至少大约8个碳原子，例如大约10-大约25个碳原子，例如大约12-18个碳原子，比如硬脂酸。应该认识到碳链可以是饱和的或者不饱和的，例如烯键式不饱和的，如同在油酸中的那样。这同样适用于可以采用的酸酐.示例性的酸酐是十二烷基琥珀酸酐。可用于本发明方法的其它有机酸、酸酐和酯包括源自磷酸和磺酸的那些。酯通常是脂族酯，例如其中酸部分和酯部分都有大约4-大约18个碳原子的烷基酯。
可以采用的其它涂覆剂或者覆盖剂包括具有碳原子数为至少大约8个的脂族链的路易斯碱，包括巯基化合物、膦、氧化膦和胺，以及长链醚、二醇、酯和醛。也可以使用包含枝聚体(dendrimer)的聚合材料，前提是它们具有碳原子数至少大约8的疏水链和一个或多个路易斯碱基，以及两种或多种所述酸和/或路易斯碱的混合物。
典型的极性路易斯碱包括三烷基氧化膦P(R3)3O，例如三辛基氧化膦(TOPO)、三烷基膦、P(R3)3、胺N(R3)2、硫代化合物S(R)2和羧酸或者酯R3COOR4和其混合物，其中每个R3可以相同或者不同，选自C1-24烷基、C2-24链烯基、式-O(C1-24烷基)的烷氧基、芳基和杂环基，前提是每个分子中至少一个基团R3不是氢；和其中R4选自氢和C1-24烷基，例如氢和C1-14烷基.下面描述了C1-24和C1-4烷基、C2-24链烯基、芳基和杂环基的典型实例。
还可以采用如下物质作为极性路易斯碱：具有，包括枝聚体，含有富电子基团，比如含有P(R3)3O、P(R3)3、N(R3)2、S(R)2和R3COOR4部分的一个或多个的聚合物，其中R3和R4如上定义；或者路易斯碱的混合物，比如上述化合物或者聚合物的两种或多种的混合物.
涂覆方法可以在有机溶剂中进行。例如，溶剂是非极性的，也是例如非亲水性的。它可以是脂族溶剂或者芳族溶剂。典型实例包括甲苯、二甲苯、汽油、柴油燃料以及重燃料油。自然而言，应该选择采用能与涂覆后的合金的预期最终用途相容的有机溶剂。应该避免存在水；采用酸酐作为涂覆剂有助于消除存在的任何水。
涂覆方法包括磨碎合金以防形成任何附聚物。应该选择采用使得合金被涂覆剂适当润湿而且压力或剪切程度理想的技术。可用于此目的的技术包括高速剪切(例如，至少500rpm)或者翻转、采用胶体磨、超声或者球磨。通常，球磨可以在罐中进行，其中罐越大球越大。举例而言，当在1.25升的罐中进行球磨时，直径为7-10mm的陶瓷球是合适的。所需时间当然取决于合金的本质，但是一般而言要求至少4小时。一般而言，在24小时后可以获得良好的结果，所以典型时间为大约12-大约36小时。
在一方面，含有所公开的合金，比如处理过的合金，的组合物可以是燃料添加剂组合物.所公开的燃料添加剂组合物可以含有其它任选的添加剂，包括但不限于分散剂、清洁剂、倾点抑制剂、防膨胀剂、摩擦改性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、泡沫抑制剂、防磨剂、破乳剂和粘度指数改善剂。可以采用任何所需有效量的这些任选的添加剂。
本文还公开了制备燃料添加剂组合物的方法，包括用有机化合物处理所公开的合金；和将所述处理过的合金溶解在稀释剂中。本领域普通技术人员会知道在制备燃料添加剂组合物中使用的各种稀释剂。
同样，本文公开了燃料组合物，它含有主要量的燃料和少量的燃料添加剂组合物，所述燃料添加剂组合物含有至少一种所公开的合金，比如处理的合金、纳米合金或者处理的纳米合金.术语“主要量”是指相对于燃料组合物的总量大于或等于50％。相似地，术语“少量”是指相对于燃料组合物的总量少于50％.
本文中的“燃料”是指烃燃料，比如但不限于柴油燃料、喷气燃料、醇、醚、煤油、低硫燃料、合成燃料、比如Fischer-Tropsch燃料、液体石油气、船用油、燃气液化(GTL)燃料、煤液化(CTL)燃料、生物质液化(BTL)燃料、高沥青质燃料、源自煤(天然、清洁的和petcoke)的燃料、基因工程生物燃料和作物及其提取物、天然气、丙烷、丁烷、无铅马达和航空汽油、以及所谓的重新配制的汽油，后者通常含有汽油沸点范围的烃和燃料可溶性含氧掺合剂，比如醇、醚和其它合适的含氧有机化合物。适用于本发明燃料的含氧物质(oxygenate)包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、混和醇、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚、乙基叔丁基醚和混和醚。含氧物质在使用时通常在所述重新配制的汽油燃料中的存在量低于大约25体积％，例如在整个燃料中提供大约0.5-大约5体积％的氧含量的量。本文的“烃燃料”或“燃料”也表示废弃的或者用过的发动机或者马达油，其可能或可能不含有钼、汽油、船用燃料、煤(粉尘或者浆料)、原油、炼油厂“残渣(bottom)”和副产物、原油提取物、有害废物、工场边角料和废物、木屑和锯末、农业废物、饲料、清贮料、塑料和其它有机废料和/或副产物、和其混合物、和其在水、醇或者其它载体流体中的乳液、悬浮液和分散体。本文的“柴油燃料”是指选自柴油燃料、生物柴油、生物柴油衍生的燃料、合成柴油和其混合物的一种或多种燃料.在一个方面，碳氢化合物燃料基本上不含硫，这意味着硫含量平均不超过燃料的大约30ppm.
在一个方面，公开了对燃烧系统中的燃料的燃烧进行改性的方法，该方法包括向燃料系统提供燃烧改性剂。燃烧改性剂可以包括如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(ESP)增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中之一是A；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7.本文所用的术语“改性”是指和不包含所公开的合金的燃料相比，或者增强或者减弱燃料的燃烧.
燃烧的增强可能是改变沉淀水平、排放和腐蚀中的第一步骤。
而且，公开了对燃烧系统中来自燃料燃烧的沉淀物水平进行改性的方法，该方法包括向燃烧系统提供沉淀改性剂.沉淀改性剂可以包含如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(ESP)增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中之一是B；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。此处所用的术语“改性”是指和不包含所公开的合金的燃料相比，或者提高或者减少燃料的沉淀物水平。
在一个方面，公开了对燃烧系统表面腐蚀(由于燃烧系统中的燃料燃烧导致的燃烧副产物)进行改性的方法，该方法包括向燃烧系统提供腐蚀改性剂。所述腐蚀改性剂可以包含如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(ESP)增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中之一是C；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。此处所用的术语“改性”是指和不包含所公开的合金的燃料相比，提高或者减少来自燃料燃烧的燃烧副产物对燃烧系统表面的腐蚀。
在另一方面，公开了对来自燃烧系统中燃料燃烧的排放进行改性的方法，该方法包括向燃烧系统提供排放改性剂。所述排放改性剂可以包含如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(...)n表示的合金；其中每个大写字母和(...)是金属；其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂(ESP)增强剂；其中每个下标字母表示组成化学计量；其中n大于或等于0；和其中合金含有至少两种不同金属，其中之一选自A、B和D；前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。此处所用的术语“改性”是指和不包含所公开的合金的燃料相比，提高或者减少燃烧系统源自燃料燃烧的排放。
含有所公开的纳米合金的燃料添加剂组合物可以或者在燃烧系统的上游穿过燃料燃烧空气和/或其它流体比如润滑剂递送，使其进入到燃烧进料中；和/或直接进入燃料进料中；和/或在燃烧的下游以进一步对排放、排放控制系统和有害沉淀进行改性.
对于液体燃料而言，在最后燃料组合物转变段和燃烧器之间的任何点处，可以掺混含有纳米合金的添加剂.对于固体燃料而言，含有纳米合金的添加剂可以以如下形式加入到原始燃料中：即能润湿和穿透所述燃料，同时在研磨成用于注入到燃料系统中的最终形式之中和之后不会提高燃料的蒸气压。对于煤而言，另外的要求是添加剂必须有足够低的蒸气压，使得在煤颗粒在炉子中脱除挥发性组分之后大多数添加剂保留在焦炭中。
此处“燃烧系统”和“装置”是指例如但不限于任何柴油-电动混和车辆、汽油-电动混和车辆、两冲程发动机、任何和所有的燃烧器或者燃烧单元，包括例如但非限制性的固定燃烧器(家用取暖、工业锅炉、炉子)、废物焚化器、柴油燃料燃烧器、柴油燃料发动机(组合式喷射发动机和共轨喷射发动机)、喷射发动机、HCCI发动机汽车柴油机发动机、汽油燃料燃烧器、汽油燃料发动机(PFI和DIG)、和发电机等。可以从本公开获益的碳氢化合物燃料燃烧系统包括所有的燃烧燃料的燃烧单元、系统、设备、和/或发动机。此处“燃烧系统”也是指任何和所有的内部和外部燃烧设备、机器、发动机、涡轮发动机、喷射发动机、锅炉、焚化器、蒸发燃烧器、等离子燃烧系统、等离子弧、和固定燃烧器等，它可以燃烧或者可以在其中燃烧烃燃料.
所公开的燃料组合物可以在任何燃烧系统中燃烧，所述燃烧系统例如是发动机，比如火花点燃式发动机或者压缩点火发动机，例如，具有和不具有催化废气后处理系统(具有内置诊断(“OBD”监测))先进的火花点火式和压缩点火式发动机。为了改善性能、燃料经济学和排放，先进的火花点火式发动机可以配有下列内容：直接喷射汽油(DIG)、可变阀定时(WT)、外部排放气体循环(EGR)、内部EGR、涡轮增压、变几何涡轮增压、增压、涡轮增压/增压、多孔喷射头、汽缸钝化和高压缩比。DIG发动机可以具有上述任意内容，包括喷射导向的、壁导向的、和喷射/壁导向的汽缸内燃料/空气进料空气动力学。位于管道内的更先进的DIG发动机，可以是高压缩比涡轮增压的和/或增压的，并具有能够在注入期间精确地将燃料多次脉冲送入汽缸内的压电喷射头。废气后处理方面的改进包括可再生的NOx收集器，配有合适的操作电子件和/或NOx催化剂.上述先进的DIG发动机用于汽油电动混和平台上.
对于压缩点火式发动机而言，存在着先进的排放后处理系统，比如氧化催化剂、颗粒收集器(PT)、催化PT、NOx收集器、掺杂到排放中用以去除NOx的内置NOx添加剂(即，尿素)、和用以去除NOx的等离子反应器。在燃料递送侧，可以采用具有压电活化喷射器(具有喷射率-成形软件)的共轨.也可以采用超高压燃料喷射(从1800巴一直到2500巴)、EGR、变几何涡轮增压、汽油均匀进料压缩点火(HCCI)和柴油HCCI。也可以使用在电动混和车辆平台中的汽油HCCI和柴油HCCI。
术语“后处理系统”是指作用于源自柴油燃料燃烧的废气流或者排出物的任何系统、设备、方法或其组合。“后处理系统”包括所有类型的柴油颗粒过滤器--催化的和未催化的、贫NOx收集器和催化剂、选择催化剂还原系统、SOx收集器、柴油氧化催化剂、消声器、NOx传感器、氧传感器、温度传感器、背压传感器、烟灰或者颗粒传感器、现有的废气监控器和传感器、和任何其它类型的相关系统和方法。
所公开的燃料添加剂组合物也可以在其它系统中燃烧，比如在公用和工业燃烧器、锅炉、炉子和焚化器中采用的大气燃烧系统。这些系统可以燃烧天然气、液体燃料(#5燃料油和更重的油)直到固体燃料(煤、木屑、可燃性固体废物等)。
同样，本文公开了纳米合金燃料添加剂在燃烧系统中的用途，其中所述燃烧系统选自任何柴油-电动混和车辆、汽油-电动混和车辆、两冲程发动机、固定燃烧器、废物焚化器、柴油燃料燃烧器、柴油燃料发动机、喷气发动机、HCCI发动机汽车柴油发动机、汽油燃料燃烧器、汽油燃料发动机、和发电机。
纳米合金燃料添加剂在排放控制系统中的用途，其中所述排放控制系统选自氧化催化剂、颗粒收集器、催化PT、NOx收集器、掺杂到废气中以去除NOx的内置NOx添加剂、和用以去除NOx的等离子反应器。
应该理解的是，在说明书或者其权利要求的任何地方用化学名称引用的反应物和组分，无论是单数引用还是复数引用，都是指它们在于另一种物质(通过化学名称或者化学类型引用，例如基础燃料、溶剂等)接触之前的状态.和在最终混合物或者溶液或者反应介质中发生(如果有)的化学变化、转变和/或反应无关，因为所述变化、转变和/或反应是在根据本公开内容所声称的条件下将指定的反应物和/或组分放置在一起的自然结果。因此，反应物和组分被定为将在执行所需化学反应(比如，形成有机金属化合物)或者在形成所需组合物(比如，添加剂浓缩物或者加在一起的燃料掺合物)中放置到一起的成分。也应该认识到，添加剂组分本身可以单独加入或掺混到基础燃料中或者和基础燃料掺混，和/或作为用于形成预成形的添加剂组合和/或子组合的成分。相应地，即使后面的权利要求可能用现在时态引用(“包含”、“是”等)物质、组分和/或成分，但是所述对物质、组分或者成分的引用就好像所述物质、组分或成分处于在首次和本公开的一种或多种其它物质、组分和/或成分掺混或混和紧前面存在的状态。因此，所述物质、组分或者成分可能在所述掺混或者混和操作过程中或者之后即刻已经通过化学反应或转变丧失了其原始的身份的事实，对于准确理解和认识本公开和其权利要求是完全不重要的。
下列实施例对本公开的方面进一步进行了举例说明，但不是限制本公开。
实施例
采用已知技术制备了数种纳米合金。纳米合金具有下列组成：
Ce66Al8O25
Ce44Fe30O28
Ce84Cu22O14
Cu95Fe5
Cu15Ce85
Cu99Ce1
Cu0.75Mg0.25
Cu0.75Mg0.25
Cu0.85Mn0.15
Fe0.80Ce0.20
Fe0.84Al0.10Ce0.06.
通过XRD和SEM-EDS确认了这些纳米合金。例如，图1和2确认了式Cu0.75Mg0.25的纳米合金.另外，图3确认了式Cu0.85Mn0.15的纳米合金。图4确认了式Fe0.80Ce0.20的纳米合金。另外，图5确认了式Fe0.84Al0.10Ce0.06的纳米合金。这些纳米合金的平均颗粒尺寸是大约5-大约25纳米，使其很顺利地落在纳米尺度范围内，纳米尺度范围的上限是100nm。TEM、SEM-EDS和XRD确认了这些纳米合金或者是均匀的纳米合金，或者是接触纳米合金，其中在XRD单位晶胞中存在有所有的金属组分。这和混合物或者“掺杂式”混和金属组合物的情况不同。
纳米合金添加剂燃料组合物
为了确认这些新型纳米合金的燃烧能力，将其溶解/分散在燃料中，通过压差扫描量热学(PDSC)进行表征，发现是具有相当活性的燃烧催化剂.采用聚异丁烯取代的琥珀酰胺分散剂将每种纳米合金粉分别分散在2号柴油中。将毫克燃料试样转移到压差扫描量热计(PDSC)中，用100psi空气加压，以10℃/分的速度加热到550℃。上述11种纳米合金的结果如图6-9所示。从图中可以发现，通过降低放热峰出现的温度，纳米合金成为有效的燃料燃烧改性剂.相对于基础燃料而言，所有的改性剂都促进出现了峰值温度在大约175、325和450℃的三个明显放热峰.另外，和单独燃烧基础燃料所观察到的放热峰相比，放热峰移向更低的温度。这表明这些纳米合金燃料添加剂引发了在更低温度处发生热能释放反应(燃烧)。和基础燃料相比，添加剂还显著提高了在这些更低温度处的氧化动力学，这可以从所观察到的放热峰的峰值得出。
在说明书的很多位置，都参考了多个美国专利、公开的外国专利申请和公开的技术论文.所有这些引用的文献都特意全文引入到本公开中，就像本文中全文列出的那样。
对于本说明书和所附权利要求而言，除非另有说明，在说明书和权利要求书中使用的所有表示数量、百分比或比例、和其它数字值的数字，都应理解为在所用情况下用术语“大约”进行了修改。相应地，除非有相反的说明，下列说明书和所附权利要求书中给出的数值参数都是近似值，可以根据本公开致力于获取的所需性能而变。在最小限度上，而不是试图限制将等同原理应用到权利要求的范围上，每个数值参数应该至少理解成考虑了所报导的有效数字并应用了一般性的四舍五入技术。
应该注意的是，如同本说明书和所附权利要求中所用的那样，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数形式，除非明确地、毫不含糊地限制为一个所指对象。因此，例如，引用“一种抗氧化剂”包括了两种或多种不同的抗氧化剂。本文中所用的术语“包括”和其语法变体是非限制性的，以使对列表中条款的引用不排除其它相似的条款，其中所述详细条款可以被取代或者加到列出的条款中。
本发明在实施中容易进行可观程度的改变.所以，前面的描述并不意在限制，也不应理解成限制本发明到上面给出的具体示例。相反，旨在覆盖的内容是后面的权利要求及其等价物(在法律上许可)中给出的内容.
申请人并不旨在向公众提供任何公开的实施方案，也不旨在提供到任何公开的修改或改变都在文字上不可能落到权利要求范围之内的程度，根据等同原则，这些修改或改变应该认为是本发明的一部分。

Claims (10)

1.一种组合物，含有如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(…)n表示的合金；
其中每个大写字母和(…)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中所述合金含有至少两种不同金属；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
2.权利要求1的组合物，其中A选自Mn、Fe、Co、Cu、Ca、Rh、Pd、Pt、Ru、Ir、Ag、Au和Ce。
3.权利要求1的组合物，其中B选自Mn、Al、Si、Sc、Ti、Zn、Sr、Y、Zr、Mo、In、Sn、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Yb、Lu、Cu和Ce。
4.权利要求1的组合物，其中C选自Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Cu、Zn和Cr。
5.权利要求1的组合物，其中D选自Li、Na、K、Rb、Cs和Mn。
6.权利要求1的组合物，其中所述合金是平均颗粒尺寸为大约1-大约100纳米的纳米合金。
7.权利要求1的组合物，其中所述合金选自双金属的、三金属的、四金属的和多金属的；和其中所述合金选自单功能的、双功能的、三功能的、四功能的和多功能的。
8.一种燃料添加剂组合物，含有：
如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(…)n表示的处理过的合金；
其中每个大写字母和(…)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
9.一种用于制备燃料添加剂组合物的方法，包括：
用有机化合物处理合金；和
将所述处理过的合金溶解在稀释剂中；其中
所述合金用如下通式(Aa)n(Bb)n(Cc)n(Dd)n(…)n表示；
其中每个大写字母和(…)是金属；
其中A是燃烧改性剂；B是沉淀改性剂；C是腐蚀抑制剂；和D是燃烧辅助改性剂/静电沉淀剂增强剂；
其中每个下标字母表示组成化学计量；
其中n大于或等于0；和
其中合金含有至少两种不同金属；和
前提是如果所述金属是铈，那么其组成化学计量小于大约0.7。
10.纳米合金燃料添加剂在燃烧系统中的用途，其中所述燃烧系统选自任何柴油-电力混和车辆、汽油-电力混和车辆、两冲程发动机、固定燃烧器、废物焚化器、柴油燃料燃烧器、柴油燃料发动机、喷气发动机、HCCI发动机汽车柴油发动机、汽油燃料燃烧器、汽油燃料发动机和发电机。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102224223A (zh) * 2009-02-26 2011-10-19 雅富顿公司 燃料中燃烧速率的调节法
CN107955657A (zh) * 2017-11-23 2018-04-24 广西小草信息产业有限责任公司 一种复合型节能净化剂及其制备方法
CN109694759A (zh) * 2019-03-07 2019-04-30 西安近代化学研究所 一种冲压发动机用粉浆燃料

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794512B2 (en) * 2007-03-16 2010-09-14 Afton Chemical Corporation Supplying tungsten to a combustion system or combustion system exhaust stream containing iron
US20080318765A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Aradi Allen A Nanoalloys in emissions control after-treatment systems
US20100028677A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 University Of North Carolina At Greensboro Nano-metallic alloy delivery system for treatment of infected cells and legions
US8241599B2 (en) 2009-06-01 2012-08-14 Afton Chemical Corporation Method of using volatile organometallics as biomass gasification catalysts
US8404155B2 (en) * 2009-06-01 2013-03-26 Afton Chemical Corporation Nanoparticle catalyst compounds and/or volatile organometallic compounds and method of using the same for biomass gasification
RU2444560C1 (ru) * 2010-07-01 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) Металлсодержащая присадка к топливам, способ ее получения и способ ее применения
US9849512B2 (en) 2011-07-01 2017-12-26 Attostat, Inc. Method and apparatus for production of uniformly sized nanoparticles
WO2014017185A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Bruce Briant Parsons Body of molecular sized fuel additive
CN102839034B (zh) * 2012-09-05 2013-12-04 吉林市熠华石化碳有限责任公司 煤矸石活化剂及制备方法和应用
CN102921265A (zh) * 2012-10-23 2013-02-13 河南科技大学 一种燃煤超细颗粒物的排放控制方法
US9885001B2 (en) * 2014-09-23 2018-02-06 Attostat, Inc. Fuel additive composition and related methods
JP6197123B2 (ja) * 2015-03-31 2017-09-13 出光興産株式会社 ガソリンエンジン用潤滑油組成物、及びその製造方法
US9839652B2 (en) 2015-04-01 2017-12-12 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for treating or preventing tissue infections and diseases
US11473202B2 (en) 2015-04-13 2022-10-18 Attostat, Inc. Anti-corrosion nanoparticle compositions
EP3283580A4 (en) 2015-04-13 2019-03-20 Attostat, Inc. ANTI-CORROSION NANOPARTICLE COMPOSITIONS
PE20160647A1 (es) * 2015-12-31 2016-07-08 Sanchez-Concha Rodrigo Coquis Dispositivo para el tratamiento y la eliminacion de bacterias en hidrocarburos combustibles y proceso para su fabricacion y la activacion de su superficie
US10201571B2 (en) 2016-01-25 2019-02-12 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for treating onychomychosis
US11646453B2 (en) 2017-11-28 2023-05-09 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for enhancing lead-acid batteries
US11018376B2 (en) 2017-11-28 2021-05-25 Attostat, Inc. Nanoparticle compositions and methods for enhancing lead-acid batteries
CN109097135A (zh) * 2018-07-17 2018-12-28 安徽大地节能科技有限公司 一种低结渣生物质颗粒燃料的制备方法
CN109490180A (zh) * 2018-10-17 2019-03-19 上海理工大学 一种生物质能源及检测生物质能源对过热器腐蚀度的方法
US12115250B2 (en) 2019-07-12 2024-10-15 Evoq Nano, Inc. Use of nanoparticles for treating respiratory infections associated with cystic fibrosis

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB711895A (en) 1952-11-04 1954-07-14 Standard Oil Dev Co Operation of oil-burning equipment
DE1023631B (de) 1954-06-01 1958-01-30 Dr Ernst Drouven Verfahren zur Erhoehung der Kompression in Verbrennungsmotoren
US3019145A (en) 1958-05-05 1962-01-30 Dow Chemical Co High energy hydrocarbon fuel containing magnesium alloys
GB1079698A (en) 1966-03-22 1967-08-16 Carbon Flo Proprietary Ltd Alloy for use with internal combustion engine fuels
US5738692A (en) 1989-05-26 1998-04-14 Advanced Power Systems International, Inc. Fuel treatment device
US5505745A (en) 1991-10-29 1996-04-09 Taylor, Jr.; Jack H. Catalytic liquid fuel product, alloy material with improved properties and method of generating heat using catalytic material
US5728913A (en) 1995-07-06 1998-03-17 Finkl; Anthony W. Moisture based method of improving the performance of hydrocarbon fuels
FR2741281B1 (fr) * 1995-11-22 1998-02-13 Rhone Poulenc Chimie Sol organique comportant au moins un compose oxygene de terre(s) rare(s), procede de synthese du dit sol et utilisation du dit sol pour la catalyse
GB9610563D0 (en) * 1996-05-20 1996-07-31 Bp Chemicals Additives Marine diesel process and fuel therefor
US6432320B1 (en) * 1998-11-02 2002-08-13 Patrick Bonsignore Refrigerant and heat transfer fluid additive
WO2000068447A1 (en) 1999-05-05 2000-11-16 Olin Corporation Copper alloy with a golden visual appearance
AU2001267700B2 (en) * 2000-06-29 2006-07-27 Neuftec Limited A fuel additive
WO2003013698A2 (de) 2001-07-31 2003-02-20 Ries, Ernst Mit vitalelementen und/oder schutzstoffen angereicherte troposphärische raumelemente
GB0126663D0 (en) 2001-11-06 2002-01-02 Oxonica Ltd Cerium oxide nanoparticles
US6969773B2 (en) 2002-05-16 2005-11-29 Rdi Construction Fuel additive containing ferrous picrate produced by a process utilizing wire
US7056471B1 (en) * 2002-12-16 2006-06-06 Agency For Science Technology & Research Ternary and quarternary nanocrystals, processes for their production and uses thereof
GB0301599D0 (en) 2003-01-23 2003-02-26 Oxonica Ltd Cerium oxide nanoparticles as fuel additives
US7758660B2 (en) 2006-02-09 2010-07-20 Headwaters Technology Innovation, Llc Crystalline nanocatalysts for improving combustion properties of fuels and fuel compositions incorporating such catalysts

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102224223A (zh) * 2009-02-26 2011-10-19 雅富顿公司 燃料中燃烧速率的调节法
CN107955657A (zh) * 2017-11-23 2018-04-24 广西小草信息产业有限责任公司 一种复合型节能净化剂及其制备方法
CN109694759A (zh) * 2019-03-07 2019-04-30 西安近代化学研究所 一种冲压发动机用粉浆燃料

Also Published As

Publication number Publication date
EP1889895A2 (en) 2008-02-20
RU2007114850A (ru) 2008-10-27
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