CN106513010A - 一种纳米燃油催化合成颗粒 - Google Patents

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    • B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts

Abstract

本发明提供了一种纳米燃油催化合成颗粒，包括纳米金属氧化物、纳米稀土元素的氧化物、纳米过渡金属氧化物。与现有技术相比，本发明根据燃油设备的做功原理，从根本上解决节能减排技术问题。基于燃油设备都是通过燃油燃烧产生热能、再经过发动机系统将热能转化成动能的原理，研究发动机的养护修复、性能提升，以及催化燃油提升燃烧效率两方面，本发明的纳米燃油催化合成颗粒的燃油燃烧效率高、发动机转化率高，解决了燃油设备养护与节能减排技术难题。

Description

一种纳米燃油催化合成颗粒
技术领域
本发明涉及燃油催化剂的技术领域，更具体而言，涉及一种纳米燃油催化合成颗粒。
背景技术
随着近年来国内机车保有量的增加，汽油、柴油等燃料油的消费量日益攀升，需要大量进口石油来满足国内市场需求，开发节油添加剂及替代油品的需求越来越迫切。现有汽油(或柴油)支链烷烃少，辛烷值(十六烷值)低，容易产生燃料与空气混合自燃的爆震现象，造成燃料燃烧不充分，产生一氧化碳、氧化氮及未燃烧的碳氢化合物、黑烟等有害物，影响生态环境和人类健康；不完全燃烧产生的焦炭等固体物质还会吸附在节流阀的下部，形成沉积物，减少发动机空气的吸入，并影响尾气排放，使空气与燃料比例偏离适宜的范围，进一步恶化发动机内燃烧状况，降低发动机的使用寿命，增加燃油消耗。
为了达到节油、减少积炭、净化尾气的目的，现已研制出不少燃料油添加剂，如节油添加剂可降低尾气烟度、减少积炭的生成。燃油添加剂的主要目的是助燃、减少积炭，保护发动机。现有燃油添加剂主要是单一功能的清净剂、抗爆剂、降凝剂等，而市场面对消费者的主要是清净剂，以清洗积碳功能为主，即便有其他辅助功能其效果也很有限，有的甚至造成燃油设备损伤，技术难题一直没有得到解决，所以导致添加剂行业市场口碑和接受度很差。
同时，现在对节约能源、保护环境、减少污染已被许多国家所重视，为此其节约油资源和解决尾气排放的污染问题是人们对现代燃油的要求；现有通过在燃油里添加作为催化剂激发燃油的活性成份，但盐类物质是离子型化合物，在溶液中能分离出金属正离子和酸根离子，虽然离子之间的静电吸引而产生的离子键相对牢固，但在燃油燃烧时其产生的高温足以有打开化学键的能量，使其分离出金属离子和酸根离子，而酸根离子会侵蚀金属部件，且打开化学键的同时分子总要吸收能量，因此，使用盐类物质作为催化剂会有一定的能量损耗及缩短工作设备的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供了一种纳米燃油催化合成颗粒，包括纳米金属氧化物、纳米稀土元素的氧化物、纳米过渡金属氧化物。
在某些实施方式中，所述纳米金属氧化物包括铝、硅、铁、钙、镁、钾、钠、钡、钍、铷、锂、铅、锌、镉、锶、锰、铬、镍、钴、铜、磷、铀、铯。
在某些实施方式中，所述纳米稀土元素的氧化物包括铈、钕、镧、镨、钇、钐、钆、镝的氧化物。
在某些实施方式中，其特征在于，所述纳米过渡金属氧化物包括钛、铪的氧化物。
在某些实施方式中，包括，质量百分数为：
三氧化二铝5～35％
二氧化硅30～75％
三氧化二铁0.05～5％
氧化钙0.0.5～5％
氧化镁0.05～10％
氧化钾1～10％
氧化钠0.1～5％
二氧化钛0.1～5％
二氧化铪1～10％
氧化钡0.1～3％
二氧化钍1～8％
二氧化铈0.5～5％
三氧化钕0.05～5％
氧化镧0.1～5％
氧化镨0.1～5％
氧化铷0.001～0.1％
氧化锂0.001～0.3％
一氧化铅0.001～0.5％氧化锌0.001～0.5％
氧化镉﹤0.5％
氧化锶﹤0.3％
一氧化锰0.001～0.3％
三氧化二铬0.001～0.5％
一氧化镍﹤0.3％
一氧化钴﹤0.1％
氧化铜﹤0.3％
五氧化二磷0.1～5％
三氧化二钇0.1～5％
八氧化三铀0.001～3％
氧化钐0.001～3％
三氧化二钆0.001～5％
三氧化二镝0.01～5％
氧化铯﹤0.5％。
在某些实施方式中，包括，质量百分数为：
三氧化二铝10.2～30.6％
二氧化硅30.2～70.4％
三氧化二铁0.1～2.0％
氧化钙0.1～3.0％
氧化镁0.1～5.0％
氧化钾1.0～7.0％
氧化钠0.5～3.0％
二氧化钛0.1～2.0％
二氧化铪1.0～7.0％
氧化钡0.1～1.0％
二氧化钍1.0～5.0％
二氧化铈0.5～4.0％
三氧化钕0.12～2.03％
氧化镧0.14～2.15％
氧化镨0.13～2.06％
氧化铷0.001～0.1％
氧化锂0.001～0.15％
一氧化铅0.001～0.28％
氧化锌0.001～0.215％
氧化镉﹤0.1％
氧化锶﹤0.162％
一氧化锰0.001～0.158％
三氧化二铬0.001～0.23％
一氧化镍﹤0.12％
一氧化钴﹤0.01％
氧化铜﹤0.09％
五氧化二磷0.1～3.25％
三氧化二钇0.142～2.47％
八氧化三铀0.009～1.05％
氧化钐0.008～2.36％
三氧化二钆0.008～3.62％
三氧化二镝0.01～1.96％
氧化铯﹤0.15％。
在某些实施方式中，灼减应的质量百分数为0.05～2％。
在某些实施方式中，灼减应的质量百分数为0.1～0.8％。
在某些实施方式中，所述纳米金属氧化物和纳米贵金属的平均粒径为20～100纳米。
在某些实施方式中，所述纳米金属氧化物和纳米贵金属的平均粒径为78纳米。
本发明提供的一种纳米燃油催化合成颗粒相对于现有技术的有益效果是：
与现有技术相比，本发明根据燃油设备的做功原理，从根本上解决节能减排技术问题。基于燃油设备都是通过燃油燃烧产生热能、再经过发动机系统将热能转化成动能的原理，研究发动机的养护修复、性能提升，以及催化燃油提升燃烧效率两方面，本发明的纳米燃油催化合成颗粒的燃油燃烧效率高、发动机转化率高，解决了燃油设备养护与节能减排技术难题。
具体而言，纳米级别下的金属氧化物、稀土元素的氧化物、过渡金属氧化物以及燃油共同作用，通过发动机腔内涡流冲刷雾化，将燃油成份中的大分子烃类裂解为小分子烃类，提高了燃油分子与氧分子的结合力。
纳米级别的金属氧化物、稀土元素的氧化物、过渡金属氧化物起到了分子筛的作用，对H、C离子选择能力更强，而稀土元素本身就具备优越的储放氧功能，使得H、C离子与氧离子结合更为紧密，促使燃油完全燃烧，将燃油的燃烧效率提高65％。
再者，燃油分子在稀土磁力线的作用下形成强磁震荡，外围的H、C离子强烈碰撞脱离，导致燃油分子之间的结合力减弱或消失，燃油分子间的空隙增大，燃油分子间的空隙加大，燃油大分子团变为燃油分子个体，燃油分子个体与氧分子结合更为紧密。
综上所述，本发明特殊的配方，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的技术具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例的方式对本发明的权利要求做进一步的详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。
但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明提供了一种纳米燃油催化合成颗粒，包括纳米金属氧化物、纳米稀土元素的氧化物、纳米过渡金属氧化物。
上述，与现有技术相比，本发明根据燃油设备的做功原理，从根本上解决节能减排技术问题。基于燃油设备都是通过燃油燃烧产生热能、再经过发动机系统将热能转化成动能的原理，研究发动机的养护修复、性能提升，以及催化燃油提升燃烧效率两方面，本发明的纳米燃油催化合成颗粒的燃油燃烧效率高、发动机转化率高，解决了燃油设备养护与节能减排技术难题。
具体而言，纳米级别下的金属氧化物、稀土元素的氧化物、过渡金属氧化物以及燃油共同作用，通过发动机腔内涡流冲刷雾化，将燃油成份中的大分子烃类裂解为小分子烃类，提高了燃油分子与氧分子的结合力。
纳米级别的金属氧化物、稀土元素的氧化物、过渡金属氧化物起到了分子筛的作用，对H、C离子选择能力更强，而稀土元素本身就具备优越的储放氧功能，使得H、C离子与氧离子结合更为紧密，促使燃油完全燃烧，将燃油的燃烧效率提高65％。
再者，燃油分子在稀土磁力线的作用下形成强磁震荡，外围的H、C离子强烈碰撞脱离，导致燃油分子之间的结合力减弱或消失，燃油分子间的空隙增大，燃油分子间的空隙加大，燃油大分子团变为燃油分子个体，燃油分子个体与氧分子结合更为紧密。
可以理解的是，稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。
稀土就是化学元素周期表中镧系元素--镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素-钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。
可以理解的是，大多数稀土元素呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
可以理解的是，过渡元素是指元素周期表中d区的一系列金属元素，又称过渡金属。一般来说，这一区域包括3到12一共十个族的元素，但不包括f区的内过渡元素。"过渡元素"这一名词首先由门捷列夫提出，用于指代8、9、10三族元素。他认为从碱金属到锰族是一个"周期"，铜族到卤素又是一个，那么夹在两个周期之间的元素就一定有过渡的性质。这个词虽然还在使用，但已失去了原意。过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系，第4、5、6周期的元素分别属于第一、二、三过渡系。
在本发明实施例中，所述纳米金属氧化物包括铝、硅、铁、钙、镁、钾、钠、钡、钍、铷、锂、铅、锌、镉、锶、锰、铬、镍、钴、铜、磷、铀、铯。
在本发明实施例中，所述纳米稀土元素的氧化物包括铈、钕、镧、镨、钇、钐、钆、镝的氧化物。
在本发明实施例中，其特征在于，所述纳米过渡金属氧化物包括钛、铪的氧化物。
在本发明实施例中，包括，质量百分数为：
三氧化二铝5～35％
二氧化硅30～75％
三氧化二铁0.05～5％
氧化钙0.0.5～5％
氧化镁0.05～10％
氧化钾1～10％
氧化钠0.1～5％
二氧化钛0.1～5％
二氧化铪1～10％
氧化钡0.1～3％
二氧化钍1～8％
二氧化铈0.5～5％
三氧化钕0.05～5％
氧化镧0.1～5％
氧化镨0.1～5％
氧化铷0.001～0.1％
氧化锂0.001～0.3％
一氧化铅0.001～0.5％
氧化锌0.001～0.5％
氧化镉﹤0.5％
氧化锶﹤0.3％
一氧化锰0.001～0.3％
三氧化二铬0.001～0.5％
一氧化镍﹤0.3％
一氧化钴﹤0.1％
氧化铜﹤0.3％
五氧化二磷0.1～5％
三氧化二钇0.1～5％
八氧化三铀0.001～3％
氧化钐0.001～3％
三氧化二钆0.001～5％
三氧化二镝0.01～5％
氧化铯﹤0.5％。
在本发明实施例中，包括，质量百分数为：
三氧化二铝10.2～30.6％
二氧化硅30.2～70.4％
三氧化二铁0.1～2.0％
氧化钙0.1～3.0％
氧化镁0.1～5.0％
氧化钾1.0～7.0％
氧化钠0.5～3.0％
二氧化钛0.1～2.0％
二氧化铪1.0～7.0％
氧化钡0.1～1.0％
二氧化钍1.0～5.0％
二氧化铈0.5～4.0％
三氧化钕0.12～2.03％
氧化镧0.14～2.15％
氧化镨0.13～2.06％
氧化铷0.001～0.1％
氧化锂0.001～0.15％
一氧化铅0.001～0.28％
氧化锌0.001～0.215％
氧化镉﹤0.1％
氧化锶﹤0.162％
一氧化锰0.001～0.158％
三氧化二铬0.001～0.23％
一氧化镍﹤0.12％
一氧化钴﹤0.01％
氧化铜﹤0.09％
五氧化二磷0.1～3.25％
三氧化二钇0.142～2.47％
八氧化三铀0.009～1.05％
氧化钐0.008～2.36％
三氧化二钆0.008～3.62％
三氧化二镝0.01～1.96％
氧化铯﹤0.15％。
在本发明实施例中，灼减应的质量百分数为0.05～2％。
在本发明实施例中，灼减应的质量百分数为0.1～0.8％。
在本发明实施例中，所述纳米金属氧化物和纳米贵金属的平均粒径为20～100纳米。
在本发明实施例中，所述纳米金属氧化物和纳米贵金属的平均粒径为78纳米。
为了便于理解本发明，下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
实施例
纳米燃油催化合成颗粒，包括，质量百分数为，见表1：
表1：每组纳米燃油催化合成颗粒中各个组分的百分含量(％)、每组灼减的质量百分比(％)、每组纳米粒子的平均粒径(nm)

Claims (10)

1.一种纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，包括纳米金属氧化物、纳米稀土元素的氧化物、纳米过渡金属氧化物。
2.如权利要求1所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，所述纳米金属氧化物包括铝、硅、铁、钙、镁、钾、钠、钡、钍、铷、锂、铅、锌、镉、锶、锰、铬、镍、钴、铜、磷、铀、铯。
3.如权利要求1或2所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，所述纳米稀土元素的氧化物包括铈、钕、镧、镨、钇、钐、钆、镝的氧化物。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，所述纳米过渡金属氧化物包括钛、铪的氧化物。
5.如权利要求1所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，包括，质量百分数为：
三氧化二铝5～35％
二氧化硅30～75％
三氧化二铁0.05～5％
氧化钙0.05～5％
氧化镁0.05～10％
氧化钾1～10％
氧化钠0.1～5％
二氧化钛0.1～5％
二氧化铪1～10％
氧化钡0.1～3％
二氧化钍1～8％
二氧化铈0.5～5％
三氧化钕0.05～5％
氧化镧0.1～5％
氧化镨0.1～5％
氧化铷0.001～0.1％
氧化锂0.001～0.3％
一氧化铅0.001～0.5％
氧化锌0.001～0.5％
氧化镉﹤0.5％
氧化锶﹤0.3％
一氧化锰0.001～0.3％
三氧化二铬0.001～0.5％
一氧化镍﹤0.3％
一氧化钴﹤0.1％
氧化铜﹤0.3％
五氧化二磷0.1～5％
三氧化二钇0.1～5％
八氧化三铀0.001～3％
氧化钐0.001～3％
三氧化二钆0.001～5％
三氧化二镝0.01～5％
氧化铯﹤0.5％。
6.如权利要求5所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，包括，质量百分数为：
三氧化二铝10.2～30.6％
二氧化硅30.2～70.4％
三氧化二铁0.1～2.0％
氧化钙0.1～3.0％
氧化镁0.1～5.0％
氧化钾1.0～7.0％
氧化钠0.5～3.0％
二氧化钛0.1～2.0％
二氧化铪1.0～7.0％
氧化钡0.1～1.0％
二氧化钍1.0～5.0％
二氧化铈0.5～4.0％
三氧化钕0.12～2.03％
氧化镧0.14～2.15％
氧化镨0.13～2.06％
氧化铷0.001～0.1％
氧化锂0.001～0.15％
一氧化铅0.001～0.28％
氧化锌0.001～0.215％
氧化镉﹤0.1％
氧化锶﹤0.162％
一氧化锰0.001～0.158％
三氧化二铬0.001～0.23％
一氧化镍﹤0.12％
一氧化钴﹤0.01％
氧化铜﹤0.09％
五氧化二磷0.1～3.25％
三氧化二钇0.142～2.47％
八氧化三铀0.009～1.05％
氧化钐0.008～2.36％
三氧化二钆0.008～3.62％
三氧化二镝0.01～1.96％
氧化铯﹤0.15％。
7.如权利要求5所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，灼减应的质量百分数为0.05～2％。
8.如权利要求7所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，灼减应的质量百分数为0.1～0.8％。
9.如权利要求1所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，所述纳米金属氧化物和纳米贵金属的平均粒径为20～100纳米。
10.如权利要求7所述的纳米燃油催化合成颗粒，其特征在于，所述纳米金属氧化物和纳米贵金属的平均粒径为78纳米。
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