CN105441145B - 一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的制备方法 - Google Patents

一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的制备方法，属于燃油添加剂制备技术领域。本发明通过添加硝酸银，混合制备Ag2O/CeO2，由于银离子半径较大，使纳米氧化铈中氧离子在晶格中的迁移通道相对减小，有效增加氧在晶格中的扩散位阻，降低氧的活动能力，提高燃油对氧的需求和消耗，使其供给更多的能量。本发明的有益效果：本发明制备的燃油添加剂既能除碳，减少对环境的污染，又能节油，使其能充分燃烧，节约能源。

Description

一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的制备方法，属于燃油添加剂制备技术领域。
背景技术
汽车发动机随着车辆的持续运行，会不知不觉的在发动机内部的节气门体、喷油嘴、气缸等部门产生油泥、积碳等影响汽车正常运行的物质。如果忽略油泥和积碳的存在，他们慢慢吞噬发动机动力，降低燃油经济性，增加污染环境的物质排放，并可导致一系列的发动机故障。汽车添加剂可以保护发动机的燃油系统、进气系统、润滑系统等部位，让发动机发挥持续的、可信赖的性能。通过清除积碳、油泥，可以提升动力，节省燃油，降低噪音，减少环境污染、降低因燃油导致的发动机故障。
现在车辆及各种内燃机用的燃油大部分都是汽油，其主要成分是碳氢化合物，汽油含碳原子数为C6-C12之间，由于含碳量较高，在燃烧过程中仅靠空气中的氧作助燃剂是不够的，因此会燃烧不完全，冒出大量黑烟，一方面造成耗油量多，浪费能源，污染环境，另一方面由于燃烧不完全，供给的热量不足，致使内燃机动力不高，功率不足。为了使汽油能够充分燃烧，市场上已有很多不同类型的汽油添加剂化工产品，但存在许多缺点，如添加剂功能单一，助燃剂无除碳效果，除碳剂又无节油效果，混用亦效果不佳；添加剂作用不明显，节油效果不显著，清洁效果不佳，缺乏润滑养护功能，对尾气排放没有改善等。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前使用的燃油添加剂不能兼顾除碳跟节油的双重效用，提供了一种通过添加硝酸银，混合制备Ag2O/CeO2，由于银离子半径较大，使纳米氧化铈中氧离子在晶格中的迁移通道相对减小，有效增加氧在晶格中的扩散位阻，降低氧的活动能力，提高燃油对氧的需求和消耗，使其供给更多的能量的方法，本发明制备的燃油添加剂既能除碳，减少对环境的污染，又能节油，使其能充分燃烧，节约能源。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
(1)按银离子与抗坏血酸的摩尔比为1:5，将硝酸银和抗坏血酸添加至烧杯中，随后对其加热至烧杯中溶液完全沸腾至干，待其蒸发至干形成黑色凝胶后，将其取出并对其灼烧25～30min，待凝胶完全灼烧完成后，收集黑色固体，将其置于碾磨机中进行碾磨并过筛，制备得100～120目的氧化银粉末；
(2)按固液质量比1:10，将上述制备的氧化银粉末添加至去离子水中，在转速600～800r/min下搅拌混合10～15min，制备得氧化银混合液，随后再按银离子和铈离子摩尔比为1:5，将0.2mol/L的硫酸铈溶液添加至上述制备的氧化银混合液中，在600～800r/min转速下，使其充分搅拌混合20～30min；
(3)待混合完成后，向其加入质量分数为10％的碳酸铵溶液调节其pH至9.0，随后对其加热升温至75～80℃，保温搅拌反应2～3h后，将其陈化10～12h，待陈化完成后，对其过滤并收集滤渣，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次后，将其置于60～80℃烘箱中干燥3～4h，随后将其取出并置于坩埚内，在500～600℃马弗炉中煅烧2～3h，制备得Ag2O/CeO2复合材料；
(4)按固液质量比1:20，将上述制备的Ag2O/CeO2复合材料添加至蒸馏水中，使其搅拌混合均匀后，置于200～300W超声辅助分散10～15min，随后在300～400r/min下磁力搅拌并升温至60～80℃，使其搅拌反应1～2h，制备得复合混合液，
(5)待搅拌反应完成后，按蒸馏水与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述复合混合液中，随后搅拌混合1～2h后，对其趁热过滤并收集滤渣，将其收集的滤渣置于70～85℃下干燥6～8h，随后将其置于碾磨装置中碾磨并过筛，制备得120～150目的改性Ag2O/CeO2复合粉末；
(6)选取30～40mL的乙酰丙酮、25～40mL的异辛酸，1～2mL的质量浓度为5％的硝酸溶液，1～2mL的质量分数为5％的氨水溶液，30～40mL的甲醇，30～40mL的乙醇，3～5mL的甲基叔丁基醚，3～5mL的碳酸二甲酯，2～3mL的异丙醇和1～2g的氢氧化钠和3～5g上述制备的Ag2O/CeO2复合粉末，将其置于1200～1500r/min下搅拌使其充分混合45～50min，即可制备得一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂。
本发明的应用：以汽油的总重量计，将0.1～0.3％上述制备的纳米
Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂加入至汽油中，对其搅拌直至其混合均匀后，静置3～4h即可。添加了纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的汽油与未添加的汽油燃烧相比，节油率提高了10～15％，一氧化碳排放量减少了25～30％。
本发明的有益效果是：
(1)燃油添加剂既能除碳，减少对环境的污染，又能节油，使其能充分燃烧，节约能源；
(2)制备步骤简单，成本低。
具体实施方式
首先按银离子与抗坏血酸的摩尔比为1:5，将硝酸银和抗坏血酸添加至烧杯中，随后对其加热至烧杯中溶液完全沸腾至干，待其蒸发至干形成黑色凝胶后，将其取出并对其灼烧25～30min，待凝胶完全灼烧完成后，收集黑色固体，将其置于碾磨机中进行碾磨并过筛，制备得100～120目的氧化银粉末；再按固液质量比1:10，将上述制备的氧化银粉末添加至去离子水中，在转速600～800r/min下搅拌混合10～15min，制备得氧化银混合液，随后再按银离子和铈离子摩尔比为1:5，将0.2mol/L的硫酸铈溶液添加至上述制备的氧化银混合液中，在600～800r/min转速下，使其充分搅拌混合20～30min；待混合完成后，向其加入质量分数为10％的碳酸铵溶液调节其pH至9.0，随后对其加热升温至75～80℃，保温搅拌反应2～3h后，将其陈化10～12h，待陈化完成后，对其过滤并收集滤渣，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次后，将其置于60～80℃烘箱中干燥3～4h，随后将其取出并置于坩埚内，在500～600℃马弗炉中煅烧2～3h，制备得Ag2O/CeO2复合材料；接着按固液质量比1:20，将上述制备的Ag2O/CeO2复合材料添加至蒸馏水中，使其搅拌混合均匀后，置于200～300W超声辅助分散10～15min，随后在300～400r/min下磁力搅拌并升温至60～80℃，使其搅拌反应1～2h，制备得复合混合液，待搅拌反应完成后，按蒸馏水与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述复合混合液中，随后搅拌混合1～2h后，对其趁热过滤并收集滤渣，将其收集的滤渣置于70～85℃下干燥6～8h，随后将其置于碾磨装置中碾磨并过筛，制备得120～150目的改性Ag2O/CeO2复合粉末；再选取30～40mL的乙酰丙酮、25～40mL的异辛酸，1～2mL的质量浓度为5％的硝酸溶液，1～2mL的质量分数为5％的氨水溶液，30～40mL的甲醇，30～40mL的乙醇，3～5mL的甲基叔丁基醚，3～5mL的碳酸二甲酯，2～3mL的异丙醇和1～2g的氢氧化钠和3～5g上述制备的Ag2O/CeO2复合粉末，将其置于1200～1500r/min下搅拌使其充分混合45～50min，即可制备得一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂。
实例1
首先按银离子与抗坏血酸的摩尔比为1:5，将硝酸银和抗坏血酸添加至烧杯中，随后对其加热至烧杯中溶液完全沸腾至干，待其蒸发至干形成黑色凝胶后，将其取出并对其灼烧30min，待凝胶完全灼烧完成后，收集黑色固体，将其置于碾磨机中进行碾磨并过筛，制备得120目的氧化银粉末；再按固液质量比1:10，将上述制备的氧化银粉末添加至去离子水中，在转速800r/min下搅拌混合15min，制备得氧化银混合液，随后再按银离子和铈离子摩尔比为1:5，将0.2mol/L的硫酸铈溶液添加至上述制备的氧化银混合液中，在800r/min转速下，使其充分搅拌混合30min；待混合完成后，向其加入质量分数为10％的碳酸铵溶液调节其pH至9.0，随后对其加热升温至80℃，保温搅拌反应3h后，将其陈化12h，待陈化完成后，对其过滤并收集滤渣，用去离子水和无水乙醇分别洗涤5次后，将其置于80℃烘箱中干燥4h，随后将其取出并置于坩埚内，在600℃马弗炉中煅烧3h，制备得Ag2O/CeO2复合材料；接着按固液质量比1:20，将上述制备的Ag2O/CeO2复合材料添加至蒸馏水中，使其搅拌混合均匀后，置于300W超声辅助分散15min，随后在400r/min下磁力搅拌并升温至80℃，使其搅拌反应2h，制备得复合混合液，待搅拌反应完成后，按蒸馏水与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述复合混合液中，随后搅拌混合2h后，对其趁热过滤并收集滤渣，将其收集的滤渣置于85℃下干燥8h，随后将其置于碾磨装置中碾磨并过筛，制备得150目的改性Ag2O/CeO2复合粉末；再选取40mL的乙酰丙酮、40mL的异辛酸，2mL的质量浓度为5％的硝酸溶液，2mL的质量分数为5％的氨水溶液，40mL的甲醇，40mL的乙醇，5mL的甲基叔丁基醚，5mL的碳酸二甲酯，3mL的异丙醇和2g的氢氧化钠和5g上述制备的Ag2O/CeO2复合粉末，将其置于1500r/min下搅拌使其充分混合50min，即可制备得一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂。以汽油的总重量计，将0.1％上述制备的纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂加入至汽油中，对其搅拌直至其混合均匀后，静置4h即可。添加了纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的汽油与未添加的汽油燃烧相比，节油率提高了15％，一氧化碳排放量减少了30％。
实例2
首先按银离子与抗坏血酸的摩尔比为1:5，将硝酸银和抗坏血酸添加至烧杯中，随后对其加热至烧杯中溶液完全沸腾至干，待其蒸发至干形成黑色凝胶后，将其取出并对其灼烧25min，待凝胶完全灼烧完成后，收集黑色固体，将其置于碾磨机中进行碾磨并过筛，制备得100目的氧化银粉末；再按固液质量比1:10，将上述制备的氧化银粉末添加至去离子水中，在转速600r/min下搅拌混合10min，制备得氧化银混合液，随后再按银离子和铈离子摩尔比为1:5，将0.2mol/L的硫酸铈溶液添加至上述制备的氧化银混合液中，在600r/min转速下，使其充分搅拌混合20min；待混合完成后，向其加入质量分数为10％的碳酸铵溶液调节其pH至9.0，随后对其加热升温至75℃，保温搅拌反应2h后，将其陈化10h，待陈化完成后，对其过滤并收集滤渣，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次后，将其置于60℃烘箱中干燥3h，随后将其取出并置于坩埚内，在500℃马弗炉中煅烧2h，制备得Ag2O/CeO2复合材料；接着按固液质量比1:20，将上述制备的Ag2O/CeO2复合材料添加至蒸馏水中，使其搅拌混合均匀后，置于200W超声辅助分散10min，随后在300r/min下磁力搅拌并升温至60℃，使其搅拌反应1h，制备得复合混合液，待搅拌反应完成后，按蒸馏水与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述复合混合液中，随后搅拌混合1h后，对其趁热过滤并收集滤渣，将其收集的滤渣置于70℃下干燥6h，随后将其置于碾磨装置中碾磨并过筛，制备得120目的改性Ag2O/CeO2复合粉末；再选取30mL的乙酰丙酮、25mL的异辛酸，1mL的质量浓度为5％的硝酸溶液，1mL的质量分数为5％的氨水溶液，30mL的甲醇，30mL的乙醇，3mL的甲基叔丁基醚，3mL的碳酸二甲酯，2mL的异丙醇和1g的氢氧化钠和3g上述制备的Ag2O2/CeO2复合粉末，将其置于1200r/min下搅拌使其充分混合45min，即可制备得一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂。以汽油的总重量计，将0.3％上述制备的纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂加入至汽油中，对其搅拌直至其混合均匀后，静置4h即可。添加了纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的汽油与未添加的汽油燃烧相比，节油率提高了10％，一氧化碳排放量减少了25％。
实例3
首先按银离子与抗坏血酸的摩尔比为1:5，将硝酸银和抗坏血酸添加至烧杯中，随后对其加热至烧杯中溶液完全沸腾至干，待其蒸发至干形成黑色凝胶后，将其取出并对其灼烧27min，待凝胶完全灼烧完成后，收集黑色固体，将其置于碾磨机中进行碾磨并过筛，制备得110目的氧化银粉末；再按固液质量比1:10，将上述制备的氧化银粉末添加至去离子水中，在转速700r/min下搅拌混合12min，制备得氧化银混合液，随后再按银离子和铈离子摩尔比为1:5，将0.2mol/L的硫酸铈溶液添加至上述制备的氧化银混合液中，在700r/min转速下，使其充分搅拌混合25min；待混合完成后，向其加入质量分数为10％的碳酸铵溶液调节其pH至9.0，随后对其加热升温至77℃，保温搅拌反应2h后，将其陈化11h，待陈化完成后，对其过滤并收集滤渣，用去离子水和无水乙醇分别洗涤4次后，将其置于70℃烘箱中干燥3h，随后将其取出并置于坩埚内，在550℃马弗炉中煅烧2h，制备得Ag2O/CeO2复合材料；接着按固液质量比1:20，将上述制备的Ag2O/CeO2复合材料添加至蒸馏水中，使其搅拌混合均匀后，置于250W超声辅助分散12min，随后在350r/min下磁力搅拌并升温至70℃，使其搅拌反应1h，制备得复合混合液，待搅拌反应完成后，按蒸馏水与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述复合混合液中，随后搅拌混合1h后，对其趁热过滤并收集滤渣，将其收集的滤渣置于77℃下干燥7h，随后将其置于碾磨装置中碾磨并过筛，制备得140目的改性Ag2O/CeO2复合粉末；再选取35mL的乙酰丙酮、30mL的异辛酸，1mL的质量浓度为5％的硝酸溶液，1mL的质量分数为5％的氨水溶液，35mL的甲醇，35mL的乙醇，4mL的甲基叔丁基醚，4mL的碳酸二甲酯，2mL的异丙醇和1g的氢氧化钠和4g上述制备的Ag2O/CeO2复合粉末，将其置于1300r/min下搅拌使其充分混合47min，即可制备得一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂。以汽油的总重量计，将0.2％上述制备的纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂加入至汽油中，对其搅拌直至其混合均匀后，静置3h即可。添加了纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的汽油与未添加的汽油燃烧相比，节油率提高了12％，一氧化碳排放量减少了27％。

Claims (1)

1.一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)按银离子与抗坏血酸的摩尔比为1:5，将硝酸银和抗坏血酸添加至烧杯中，随后对其加热至烧杯中溶液完全沸腾至干，待其蒸发至干形成黑色凝胶后，将其取出并对其灼烧25～30min，待凝胶完全灼烧完成后，收集黑色固体，将其置于碾磨机中进行碾磨并过筛，制备得100～120目的氧化银粉末；
(2)按固液质量比1:10，将上述制备的氧化银粉末添加至去离子水中，在转速600～800r/min下搅拌混合10～15min，制备得氧化银混合液，随后再按银离子和铈离子摩尔比为1:5，将0.2mol/L的硫酸铈溶液添加至上述制备的氧化银混合液中，在600～800r/min转速下，使其充分搅拌混合20～30min；
(3)待混合完成后，向其加入质量分数为10％的碳酸铵溶液调节其pH至9.0，随后对其加热升温至75～80℃，保温搅拌反应2～3h后，将其陈化10～12h，待陈化完成后，对其过滤并收集滤渣，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次后，将其置于60～80℃烘箱中干燥3～4h，随后将其取出并置于坩埚内，在500～600℃马弗炉中煅烧2～3h，制备得Ag2O/CeO2复合材料；
(4)按固液质量比1:20，将上述制备的Ag2O/CeO2复合材料添加至蒸馏水中，使其搅拌混合均匀后，置于200～300W超声辅助分散10～15min，随后在300～400r/min下磁力搅拌并升温至60～80℃，使其搅拌反应1～2h，制备得复合混合液，
(5)待搅拌反应完成后，按蒸馏水与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述复合混合液中，随后搅拌混合1～2h后，对其趁热过滤并收集滤渣，将其收集的滤渣置于70～85℃下干燥6～8h，随后将其置于碾磨装置中碾磨并过筛，制备得120～150目的改性Ag2O/CeO2复合粉末；
(6)选取30～40mL的乙酰丙酮、25～40mL的异辛酸，1～2mL的质量浓度为5％的硝酸溶液，1～2mL的质量分数为5％的氨水溶液，30～40mL的甲醇，30～40mL的乙醇，3～5mL的甲基叔丁基醚，3～5mL的碳酸二甲酯，2～3mL的异丙醇和1～2g的氢氧化钠和3～5g上述制备的Ag2O/CeO2复合粉末，将其置于1200～1500r/min下搅拌使其充分混合45～50min，即可制备得一种纳米Ag2O/CeO2复合改性燃油添加剂。
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