CN105273779A

CN105273779A - 一种燃油活化剂及其制备方法

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Publication number: CN105273779A
Application number: CN201510643079.4A
Authority: CN
Inventors: 丘濠玮; 丘寿勇; 丘福全
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2035-10-08
Also published as: CN105273779B

Abstract

本发明公开一种燃油活化剂，是由石墨烯掺杂纳米TiO₂，再与电气石纳米粉、尖晶石铁氧体复合，制得固体混合物，然后添加水、分散剂、表面活性剂，形成固液混合浆制得；所述的石墨烯、纳米TiO₂、电气石矿物粉末、尖晶石铁氧体的质量比为2~10：1~3：63~78：6~8；水的投入量为混合浆的12~88%；分散剂的投入量为混合浆的3~7%；表面活性剂的投入量为混合浆的7~25%。本发明制备的燃油活化剂可以改善油质，促进燃油充分燃烧，提高燃烧效率，节省燃油；可以提高其雾化质量，使燃油充分燃烧降低有害气体排放，达到节能减排的目的。

Description

一种燃油活化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及节能减排燃油活化添加剂的制备方法，具体涉及一种燃油活化剂及其制备方法。

背景技术

节能减排是当今世界能源紧缺的当务之急，而燃油的燃烧效率直接影响了节能减排的效果，燃油活化剂可以改善油质，促进燃油充分燃烧，提高燃烧效率，节省燃油；可以提高其雾化质量，使燃油充分燃烧降低有害气体排放，达到节能减排的目的。

在内燃机领域，为了提高燃料燃烧效率、增加输出功率、降低油耗、清除积碳减少有害气体排放，目前主要有两个技术途径：一是添加或改造设备（如各种节油、增力、净化器），二是给燃油投入添加剂。第一个途径投资大、程序繁琐、也增加车船自重和检修难度，所以第二个途径更为人们所接受。但是目前发表的燃油添加剂大多存在以下缺点的一个或者数个：一、节省燃油、提升动力的效果不理想，有的还降低了动力性能，这是目前燃油添加剂不能为广大用户普遍接受的主要原因；二、不能明显降低发动机噪音，有的还增加了发动机噪音；三、容易造成“二次污染”----依靠化学反应起作用的添加剂，在发挥效能的同时，可能会生成一些已经引起注意或尚未引起注意的、更难自然降解的公害物，从而成为商家和公众的隐患，比如著名的添加剂MTBE(甲基叔丁基醚)，在美国畅行20年后被发现其会增加氮氧化合物排放，尤其严重的是会永久性污染水源（甚至深层地下水），因而被限制使用；四、效能不稳定：由于燃油的组分非常复杂，不同厂家生产的同一标号燃油在生产过程中的工艺和添加成分是不一样的，甚至同一厂家同一标号产品，由于不同批次的原料来源不同也会造成产品成分的差异，正式由于这种不确定性使得主要依靠化学药剂起作用的添加剂经常不能稳定发挥效能，而且容易产生“二次污染”和机件腐蚀等不良后果。

目前已有的燃油抗爆剂单位成本过高、且使用时添加量过大（常在5~15%之间），致使高标燃油价格中抗爆剂的价格比例居高不下。在目前燃油价格日益飙升的情况下，降低燃油价格的有效途径之一是大大降低用于提升汽油标号和柴油十六烷值的添加剂的成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种燃油活化剂及其制备方法，本发明的燃油活化剂可以改善油质，促进燃油充分燃烧，提高燃烧效率，节省燃油；可以提高其雾化质量，使燃油充分燃烧降低有害气体排放，达到节能减排的目的。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明的燃油活化剂，是由石墨烯掺杂纳米TiO₂，再与电气石纳米粉、尖晶石铁氧体复合，制得固体混合物，然后添加水、分散剂、表面活性剂，形成固液混合浆制得；所述的石墨烯、纳米TiO₂、电气石矿物粉末、尖晶石铁氧体的质量比为2~10：1~3：63~78：6~8；水的投入量为混合浆的12~88%；分散剂的投入量为混合浆的3~7%；表面活性剂的投入量为混合浆的7~25%。

所述尖晶石铁氧体为Fe-Mn-Cu和Fe-Mn-Cu-Co尖晶石铁氧体中的一种。

所述水为纯净水、矿泉水或其他干净水。

所述的分散剂为低碱值合成烷基苯磺酸钙、高碱值线型烷基苯合成磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸钙、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值硫化烷基酚钙、聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺、高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺中的一种或者两种以上的混合。

所述表面活性剂为乳化剂或微乳化剂，具体为十二烷基苯磺酸钠、椰子油酸烷醇酰胺、单甘酯、司班80中的一种或两种以上的混合。

所述的燃油活化剂，其制备方法包括以下步骤：

（1）将TiO₂、电气石矿物粉末、尖晶石铁氧体分别打磨成纳米级粉末，按比例将电气石矿物粉末和尖晶石铁氧体进行混合，在还原性气氛中进行烧结，得固体混合物A；

（2）采用溶胶-凝胶共缩合结合水热合成法制备石墨烯掺杂纳米TiO₂溶胶，按比例加入固体混合物A，三者进行复合，得到混合物B；

（3）将水、分散剂、表面活化剂按比例混合，搅拌均匀，得混合液C；

（4）将步骤（2）中的混合物B投入步骤（3）中的混合液C中，搅拌使之完全分散，即得。

所述烧结温度为500~600℃，烧结时间为1~3小时。

本发明的燃料活化剂具有强烈的核磁共振特性，核磁共振使燃料中含有H原子的分子具有了正负极特征，分子排列从混乱无序变得整齐划一，燃料的导电性能大大加强，因而统一发火、同步燃烧的能力得到增强。两个因素都促使燃料同步爆发、同时进行，而然料同步爆发的必然结果是爆震被消除，爆震消除了，发动机的内耗问题也就解决了。等于增加了30%的有用功，亦即减少30%的燃料消耗。可见，电气石成份大大加强了添加剂的节能效果，燃料的消耗量下降，有害气体的排放量也相应减少。

二氧化钛是一种氧化能力强、化学性质稳定且无毒的光催化剂，将其与电气石、尖晶石复合，具有较强的产生自由基和负离子的能力，TiO₂的掺杂可以明显提高尖晶石的红外辐射率，同时，经TiO₂掺杂后的尖晶石材料可明显降低柴油的表面张力和粘度。

石墨烯具有几高的电子迁移率，其在复核体系中可以有效抑制正负电子的再结合，而电气石是一种复合硼酸硅盐矿石，具有自发极化效应，因此在其颗粒周围产生静电场，尖晶石铁氧体的作用是弥补电气石材料热稳定性差、高温热处理后低波段红外辐射率降低的缺点，石墨烯、电气石、尖晶石、TiO₂的复合，具有更高的光催化性。

水的添加是作为“微爆炸药”用于炸散燃油分子团，且在电气石的作用下水还能直接裂解为氢氧，给燃料加氢供氧。水的作用还可以与碳发生水煤气反应，清除积碳。在本发明中，水还作为优选的催化剂，以及核磁共振传递剂，水中的H原子受中、远红外辐射后发生强烈的核磁共振，从而成为引发燃料核磁共振的优秀振源，因此，扩大水在产品中的比例可以增强其功效并降低产品成本。而表面活性剂的存在，能促进水与燃料的均匀混合，助其发挥最佳催化作用。

分散剂能吸附燃油中的固体颗粒物，将其分散于油中，从而使得固体、液体及燃油之间有更大的接触面积，使得受热更加均匀。

本发明的有益效果如下：

1、以电气石纳米粉等为主要功能成分，研制了一种效果显著的节能燃油活化剂，能有效提高燃油燃烧效率，减少有害气体排放，节能环保。

2、将尖晶石铁氧体与电气石材料复合，弥补了电气石材料热稳定性差、高温热处理后低波段（3～5μm）红外辐射率降低的缺点。

3、基于核磁共振理论，用水作为核磁共振传递活化剂，使燃油共振前均匀雾化，成分复杂的各组分发生共振，燃油无序排列变得有序，增大燃油雾滴与空气接触的表面积，提高燃烧效率；水在高温下微爆产生的高温水蒸气还可以与碳发生水煤气反应，生成一氧化碳和氢气，清除积碳的进一步同时提供燃料和热量。

4、将本发明制备的燃油活化剂应用于燃油活化器中，具有重要的使用价值和经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

1、本发明的燃油活化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将1kgTiO₂、63kg电气石矿物粉末、6kg尖晶石铁氧体分别打磨成纳米级粉末，将电气石矿物粉末和尖晶石铁氧体进行混合，500℃下在还原性气氛中进行烧结1小时，得固体混合物A；

（2）采用溶胶-凝胶共缩合结合水热合成法制备石墨烯掺杂纳米TiO₂溶胶，石墨烯的质量为2kg，然后加入固体混合物A，三者进行复合，得到混合物B；

（3）将2kg水、1kg低碱值合成烷基苯磺酸钙、1kg高碱值线型烷基苯合成磺酸钙、5kg十二烷基苯磺酸钠混合，搅拌均匀，得混合液C；

2、按燃油重量比的0.02%将上述制得的电气石燃油活化剂直接添加到汽车燃油活化器中使用。

3、试验表明：车每行一百公里可节省汽油18.1%，降低一氧化碳排放量2.7%，降低碳氢化合物排放量7.9%。

实施例2

1、本发明的燃油活化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将1.5kgTiO₂、66kg电气石矿物粉末、6.5kg尖晶石铁氧体分别打磨成纳米级粉末，将电气石矿物粉末和尖晶石铁氧体进行混合，520℃下在还原性气氛中进行烧结1.5小时，得固体混合物A；

（2）采用溶胶-凝胶共缩合结合水热合成法制备石墨烯掺杂纳米TiO₂溶胶，石墨烯的质量为4kg，然后加入固体混合物A，三者进行复合，得到混合物B；

（3）将15kg水、5kg高碱值合成二烷基苯磺酸钙、5kg长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、5kg高碱值硫化烷基酚钙、2kg的椰子油酸烷醇酰胺、1kg司班80混合，搅拌均匀，得混合液C；

3、试验表明：车每行一百公里可节省汽油21.6%，降低一氧化碳排放量2.9%，降低碳氢化合物排放量9.2%。

实施例3

1、本发明的燃油活化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将2kgTiO₂、70kg电气石矿物粉末、7kg尖晶石铁氧体分别打磨成纳米级粉末，将电气石矿物粉末和尖晶石铁氧体进行混合，560℃下在还原性气氛中进行烧结2小时，得固体混合物A；

（2）采用溶胶-凝胶共缩合结合水热合成法制备石墨烯掺杂纳米TiO₂溶胶，石墨烯的质量为6kg，然后加入固体混合物A，三者进行复合，得到混合物B；

（3）将40kg水、1kg的聚异丁烯基丁二酰亚胺、1kg的硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺、1kg的高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、1kg的硼化高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、15kg的单甘酯混合，搅拌均匀，得混合液C；

3、试验表明：车每行一百公里可节省汽油24.3%，降低一氧化碳排放量3.3%，降低碳氢化合物排放量9.4%。

实施例4

1、本发明的燃油活化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将2.5kgTiO₂、75kg电气石矿物粉末、7.5kg尖晶石铁氧体分别打磨成纳米级粉末，将电气石矿物粉末和尖晶石铁氧体进行混合，580℃下在还原性气氛中进行烧结2.5小时，得固体混合物A；

（2）采用溶胶-凝胶共缩合结合水热合成法制备石墨烯掺杂纳米TiO₂溶胶，石墨烯的质量为8kg，然后加入固体混合物A，三者进行复合，得到混合物B；

（3）将70kg水、3kg的高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、3kg的硼化高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、5kg的十二烷基苯磺酸钠、10kg的椰子油酸烷醇酰胺、5kg的司班80混合，搅拌均匀，得混合液C；

3、试验表明：车每行一百公里可节省汽油23.0%，降低一氧化碳排放量3.2%，降低碳氢化合物排放量9.6%。

实施例5

1、本发明的燃油活化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将3kgTiO₂、78kg电气石矿物粉末、8kg尖晶石铁氧体分别打磨成纳米级粉末，将电气石矿物粉末和尖晶石铁氧体进行混合，600℃下在还原性气氛中进行烧结3小时，得固体混合物A；

（2）采用溶胶-凝胶共缩合结合水热合成法制备石墨烯掺杂纳米TiO₂溶胶，石墨烯的质量为10kg，然后加入固体混合物A，三者进行复合，得到混合物B；

（3）将85kg水、2kg的高碱值线型烷基苯合成磺酸钙、2kg的长链线型烷基苯高碱值合成磺酸钙硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺、2kg的高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、24kg的单甘酯混合，搅拌均匀，得混合液C；

3、试验表明：车每行一百公里可节省汽油22.7%，降低一氧化碳排放量3.2%，降低碳氢化合物排放量9.5%。

Claims

1.一种燃油活化剂，其特征在于：是由石墨烯掺杂纳米TiO₂，再与电气石纳米粉、尖晶石铁氧体复合，制得固体混合物，然后添加水、分散剂、表面活性剂，形成固液混合浆制得；所述的石墨烯、纳米TiO₂、电气石矿物粉末、尖晶石铁氧体的质量比为2~10：1~3：63~78：6~8；水的投入量为混合浆的12~88%；分散剂的投入量为混合浆的3~7%；表面活性剂的投入量为混合浆的7~25%。

2.如权利要求1所述的燃油活化剂，其特征在于：所述尖晶石铁氧体为Fe-Mn-Cu和Fe-Mn-Cu-Co尖晶石铁氧体中的一种。

3.如权利要求1所述的燃油活化剂，其特征在于：所述水为纯净水、矿泉水或其他干净水。

4.如权利要求1所述的燃油活化剂，其特征在于：所述的分散剂为低碱值合成烷基苯磺酸钙、高碱值线型烷基苯合成磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸钙、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值硫化烷基酚钙、聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺、高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺中的一种或者两种以上的混合。

5.如权利要求1所述的燃油活化剂，其特征在于：所述表面活性剂为乳化剂或微乳化剂，具体为十二烷基苯磺酸钠、椰子油酸烷醇酰胺、单甘酯、司班80中的一种或两种以上的混合。

6.如权利要求1~5任一项所述的燃油活化剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的燃油活化剂，其特征在于：所述烧结温度为500~600℃，烧结时间为1~3小时。