CN106947437B - 一种太赫兹冷却液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种太赫兹冷却液及其制备方法，涉及能源和环保领域。该太赫兹冷却液中富含各种辐射材料，能够在对发动机进行冷却的同时，释放太赫兹波，与发动机内的燃油发生分子共振，降低活化能，从而打散燃油中团聚的大分子，降低粘度和表面张力，使其转化为更小的液体微粒从而便于与氧气均匀混合，提高燃烧效率，达到净化尾气、节能、提升动力的目的。本发明还提供了一种太赫兹冷却液的制备方法，其操作简单，生产效率高，适合规模化生产，生产出的产品能提升燃油的燃烧率，达到节能减排的效果。

Description

一种太赫兹冷却液及其制备方法

技术领域

本发明涉及能源和环保领域，具体而言，涉及一种太赫兹冷却液及其制备方法。

背景技术

从2007年至今，中国汽车保有量的复合增长率高达15％，而随着汽车保有量的增加，带来了日益严重的环境问题和能源问题。预计至2020年，中国的石油需求量为4.5～6.1亿吨，能源消耗将进一步加剧，于此同时，中国二氧化碳的累计排放量有可能赶超美国，成为全球最大的二氧化碳排放国。近几年，全国各主要城市出现的持续雾霾天气，也与机动车排放氮氧化合物及碳烟等污染物有直接关系，而这些污染物与燃油的不完全燃烧有着密切的关系。因此，提升燃油效率是节约环境问题和能源问题的关键之一。

燃油的燃烧效率与燃油在内燃机内的燃烧过程密切相关，无论是汽油还是柴油，燃油在燃烧前的雾化质量决定了其燃烧是否充分，从而影响了燃烧效率。燃料燃烧时是燃料物与氧气发生一些列的化学反应。根据气体分子运动学理论，化学反应的发生是由于反应物质的分子相互碰撞而引起的，但是在单位时间内，每一个分子与其他分子的碰撞的机会是很多的，可以达到每秒几十次。如果分子的每一次碰撞均能发生反应，那么即使在低温度的情况下，不论什么反应都可以在一瞬间完成。但是事实并非如此，化学反应均是以有限的化学速率进行着，即不是所有的分子都能够碰撞并且发生化学反应。而只有“活化了的”分子之间的碰撞才能发生化学反应。

现有技术中，采用一些能够产生电子、离子或者中性粒子的反应装置来改善或者加强燃烧，使得燃油能够充分燃烧，从而降低有害物的排放，达到节能减排的目的。但是这些装置结构复杂，价格昂贵，并且取得的功效较差。为了达到节能减排的目的，人们也尝试在燃油中注入燃油添加剂，但这些添加剂几乎都是化学制剂，使用时间稍长会损害汽车发动机，并且每加一次燃油都需重新加入添加剂，使用不方便。因此，如何更有效地实施节能减排，一直是世界一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太赫兹冷却液，该太赫兹冷却液具有高的太赫兹辐射性，围绕发动机循环的冷却液能够发出太赫兹波，被发动机内的燃油吸收，并与燃油分子共振，降低燃油分子的活化能，使燃油能够充分燃烧。

本发明的另一目的在于提供一种太赫兹冷却液的制备方法，该方法操作简单，生产效率高，适合规模化生产，生产出的产品能使燃油能够充分燃烧，达到节能减排的效果。

本发明的实施例是这样实现的：

一种太赫兹冷却液，包括太赫兹粉和冷却液，按重量份数计，太赫兹粉的原料包括：二氧化硅30～85份、三氧化二铝5～30份、三氧化二铁1～20份、锆化合物1～15份、氧化钾1～10份以及稀土氧化物0.01～0.1份。

一种上述太赫兹冷却液的制备方法，包括：

将原料混合并在无氧状态下进行烧结，得到烧结体；烧结体经过研磨后，得到太赫兹粉；将太赫兹粉与冷却液混合。

本发明实施例的有益效果是：本发明提供了一种太赫兹冷却液，该太赫兹冷却液中富含的各种辐射材料，能够在对发动机进行冷却的同时，释放太赫兹波，与发动机内的燃油发生分子共振，降低活化能，从而打散燃油中团聚的大分子，降低粘度和表面张力，使其转化为更小的液体微粒从而便于与氧气均匀混合。提高燃烧效率，达到净化尾气、节能、提升动力的目的。本发明还提供了一种太赫兹冷却液的制备方法，其操作简单，生产效率高，适合规模化生产，生产出的产品能提升燃油的燃烧率，达到节能减排的效果。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的一种太赫兹冷却液及其制备方法进行具体说明。

一种太赫兹冷却液，包括太赫兹粉和冷却液，按重量份数计，太赫兹粉的原料包括：二氧化硅30～85份、三氧化二铝5～30份、三氧化二铁1～20份、锆化合物1～15份以及氧化钾1～10份。

太赫兹辐射是指频率从0.1太赫兹到10太赫兹，波长介于毫米波与红外线之间的电磁辐射区域。太赫兹波是一种电磁波，在量子物理学中是一种叫做量子的粒子。太赫兹波同时具有粒子性和波动性，它是深刻影响物质和生命体的根源。波动性带给物质和生命体电磁场能量，使分子、原子产生共振现象，由此改变物质的性质或者使其发热；太赫兹波的粒子性使金属和半导体中的自由电子、阳离子等量子产生冲突，并产生电子波，形成微电场，影响物质的特性。所有物质都以构成它的分子和原子的各自振动，以及相互之间以相同的频率发生共振，来吸收并放射太赫兹波。地球上的岩石、微生物或行星以及月球等各种各样的太赫兹放射体都在放射出太赫兹波。

根据量子物理学的理论，一般来说，电磁波等波动能量与分子、原子、电子或原子核的移动、回转、伸缩、扩大的固有频率以及原子或分子之间的格子振动的固有频率发生共振后被吸收并被再次放射。

燃油作为液体材料，其分子或原子之间的结合力较弱，格子振动与分子振动两方较容易发生共振，有利于更好地吸收、保存并再次放射太赫兹波。

随着冷却液在汽车发动机周围循环，冷却液中含有的太赫兹材料能够发出太赫兹波，并传导到发动机的燃烧室，与燃油分子形成共振，降低活化能，从而打散燃油中团聚的大分子，降低粘度和表面张力，使其转化为更小的液体微粒从而便于与氧气均匀混合。提高燃烧效率，达到净化尾气、节能、提升动力的目的。

需要说明的是，上述锆化合物粉包括二氧化锆、碳化锆或者硼化锆中的至少一种。上述的稀土氧化物包括氧化镱、氧化镥、氧化钕、氧化铒、氧化铥、氧化钐、氧化轧、氧化铕或氧化铽中的至少一种。

进一步地，按重量份数计，该太赫兹冷却液中所含的太赫兹粉的原料包括，二氧化硅50～80份、三氧化二铝10～20份、三氧化二铁3～10份、锆化合物2～8份、氧化钾1～7份以及稀土氧化物0.06～0.1份。该优选值是发明人结合自身经验并付出大量创造性劳动后在原配方的基础上进行的优化，在该优选范围内制得的太赫兹冷却液能进一步促进燃油的燃烧，净化尾气的效果更佳。

该太赫兹冷却液中的太赫兹粉采用的二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化锆以及氧化钾均为氧化物，其中二氧化硅为非金属氧化物，其余几种原料为金属元素氧化物，当这些氧化物一起烧制时，能够有效地释放出较高的太赫兹辐射。上述选用的几种氧化物，还因为通过大量的实验证明上述几种物质能够相互配合产生协同作用，互相配合，增强太赫兹粉的太赫兹辐射性能。

其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为3～14g/L。具体使用时，需根据车辆的排量来区别太赫兹粉的用量。随着车辆排量的增加，发动机的功率越高，耗油量高，需要更多的太赫兹粉来增加其燃油的燃烧率。例如，对于0.8～2.8L的车辆来说，使用太赫兹粉含量为1～7g/L的太赫兹冷却液即可；对于3.0～4.0L的车辆来说，则需要使用太赫兹粉含量为7～10g/L的太赫兹冷却液；对于4.0L以上的车辆，则适用于太赫兹粉含量为10～14g/L的太赫兹冷却液。

进一步地，按重量份数计，上述太赫兹粉的原料中还包括：1～5份的辐射材料。优选地，辐射材料为电气石或者尖晶石。

电气石具有辐射性能，压电性、诱生负离子性能和热释电性等特性，是一种健康环保的多功能材料。电气石是一种含硼、氟环状硅酸盐类型的矿物，它的化学成分比较复杂。电气石存在自发电极现象和电气石周围存在静电场现象，具有很强的辐射性。另外，我国储存有丰富的电气石资源，使得使用电气石来作为辐射材料的成本较低。将电气石与其它氧化物原料混合可以有效地激发材料的辐射性，从而进一步提高太赫兹粉的辐射性能。

同样地，尖晶石的辐射性能稳定，尤其是对铁氧体材料红外辐射性能良好，常应用于节能环保领域。在太赫兹粉中，加入尖晶石作为辐射材料，能够有效地激发其辐射太赫兹辐射波，进而提高太赫兹粉对燃油分子的作用，从而达到节能减排的效果。

进一步地，冷却液可以选择市面上已售的各类冷却液，包括酒精型冷却液、甘油型冷却液、乙二醇型冷却液、丙二醇冷却液中的任何一种，优选为乙二醇型冷却液。乙二醇型冷却液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68℃，这种冷却液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点。并且，其与太赫兹粉混合效果好，兼容性强，在不影响冷却效果的情况下，达到增加燃油的燃烧率的目的。

本发明还提供一种上述太赫兹冷却液的制备方法，包括：将原料混合并在无氧状态下进行烧结，得到烧结体。

其中，为了让各原料组分充分混合均匀，得到最准确的配比，以达到最佳的协同效果，各原料优选为粉末状，更优选地，将混合后的各粉末状的原料过100～200目的筛。筛选后的原料粒度更小更均匀，可以更加充分的实现混合。

进一步地，原料的烧结温度为500～1800℃，优选为1600℃，烧结时间为10～20h，优选为16h。

烧结温度的选择既要保证能够将原材料全部熔融，并且使其在熔融状态下充分反应。过低的烧结温度，不能够达到原料的熔化点，不能使得原料进行熔融反应，而过高的烧结温度，容易造成资源的浪费，使得制造成本增高。烧结温度为500-1800摄氏度时，能够有效地保证原料的熔融，使其充分反应，达到良好的熔制效果。更优选地，当烧结温度为1600摄氏度时，能够达到更好地熔制效果，并且节约能耗。而足够的烧结时间能够保证原料的充分反应以及后续的熔融液的澄清。但是过久的烧结时间不仅会造成原料的挥发，而且浪费资源，增加生产的成本。发明人结合自身经验与创造性的劳动，发现当烧结时间为10-20小时，能够保证原料熔融反应充分，并且熔融液澄清的时间足够；更优选地，当烧结时间为16小时，不仅能够使得原料反应充分，制得澄清的熔融液，而且能够进一步节约能耗，降低成本。

本发明所提供一种太赫兹冷却液的制备方法，还包括：将烧结体经过研磨后，得到太赫兹粉。

优选地，对得到的太赫兹粉进行过筛，过筛的目数为100～200目。太赫兹粉的粒径会影响后续其与冷却液的混合，控制太赫兹粉的粒径，可以使其均匀地悬浮在冷却液中，并随着冷却液循环，在循环的过程中，从各个方向向发动机燃烧室辐射太赫兹波。发明人结合自身经验与创造性的劳动，发现太赫兹粉的粒径在100～200目时，其能够更好地与燃油分子发生共振，从而降低燃油分子的活化能，进而提高燃烧效率。

本发明所提供一种太赫兹冷却液的制备方法，还包括：将太赫兹粉与冷却液混合。

本发明所提供的太赫兹粉与市面上已售的各类冷却液，包括酒精型冷却液、甘油型冷却液、乙二醇型冷却液、丙二醇冷却液中的任何一种均可以兼容使用。可以在不影响冷却效果的情况下，达到增加燃油的燃烧率的目的。

同时，太赫兹粉与冷却液可以预配制成悬浮液，即本发明所提供的一种太赫兹冷却液。也可以采用即用即配的形式，往汽车水箱中直接添加太赫兹粉，使用起来十分方便。

下面，我们将结合具体的实施例，做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为10g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉30g、三氧化二铝粉5g、三氧化二铁粉1g、二氧化锆粉1g、氧化钾粉1g、氧化钕0.01g、电气石粉末1g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例2

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为14g/L，其中，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉80g、三氧化二铝粉30g、三氧化二铁粉20g、氧化锆粉8g、氧化钾粉6g、氧化铽0.06g、电气石粉末3g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例3

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为3g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉50g、三氧化二铝粉10g、三氧化二铁粉3g、二氧化锆粉15g、氧化钾粉10g、氧化铒0.1g、尖晶石粉末1g、电气石粉末1g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例4

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为6g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉85g、三氧化二铝粉20g、三氧化二铁粉10g、氧化锆粉2g、氧化镱0.05g、氧化钾粉4g、电气石粉末2g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例5

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为4g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉60g、三氧化二铝粉12g、三氧化二铁粉5g、碳化锆粉8g、氧化钾粉2g、氧化钐0.03g、尖晶石粉末3g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例6

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为8g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉65g、三氧化二铝粉14g、三氧化二铁粉3g、硼化锆粉2g、氧化钾粉7g、氧化铥0.02g、电气石粉末1g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例7

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为12g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉72g、三氧化二铝粉16g、三氧化二铁粉7g、二氧化锆粉4g、氧化钾粉2g、氧化铕0.05g、氧化铒0.01g、电气石粉末1g、尖晶石粉末2g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

实施例8

本实施例提供一种太赫兹冷却液，由冷却液和太赫兹粉混合制得，其中，太赫兹冷却液中太赫兹粉的含量为5g/L，上述太赫兹粉包括：

二氧化硅粉70g、三氧化二铝粉11g、三氧化二铁粉8g、二氧化锆粉8g、氧化钾粉2g、氧化镥0.04g、氧化轧0.03g、尖晶石粉末1g。

该太赫兹冷却液的制备方法为：将上述原料研磨，过100目筛，然后混合均匀后，在无氧状态下，1200℃下，烧结10小时。烧制完成后，冷却到常温后，对得到的烧结体进行研磨粉碎，并且过200目筛，得到太赫兹粉。将太赫兹粉与冷却液混合，得到上述太赫兹冷却液。

试验例

以排量3.0L的某四轮驱动的汽车作为测试对象，其整车整备质量为2013kg，汽油采用市售97号汽油。测试在使用实施例1所提供的一种太赫兹冷却液的情况下的废气排放量和油耗量，并以使用市售冷却剂的情况作为对照例，测试结果如表1、表2和表3所示。

表1废气排放测试结果

	实施例1	对比例
			CO	0.490g/km	0.661g/km
THC	0.041g/km	0.054g/km
			NO2	0.025g/km	0.091g/km
NMHC	0.034g/km	0.045g/km
			PM	0.0029g/km	0.0035g/km

由表1可以看出，可以看出，在使用了本发明实施例1所提供的一种太赫兹冷却液后，CO的浓度降低了25.87％，THC的浓度降低了24.07％，而NO₂的浓度降低了72.53％，NMHC的浓度降低了24.44％，PM的浓度降低了17.98％。可以看出，各主要污染物的排放量均有明显的减少，可见，本发明实施例所提供的一种太赫兹冷却液能够有效地提高燃料的燃烧效率，从而减少废气排放量。

表2油耗量测试结果

由表2可以看出，在使用了本发明实施例1所提供的一种太赫兹冷却液后，每100km的综合油耗降低了0.3L，降低量达到2.3％。同时，考虑到市区内的路况复杂，对油耗的影响因素较多，实际效果在市郊运转中体现的应该更为准确。由表2可以看出，在市郊运转时，在使用了本发明实施例1所提供的一种太赫兹冷却液后，每100km的油耗降低了0.5L，降低量达到4.9％。由此可以明显的看出，本发明实施例所提供的一种太赫兹冷却液能够有效地提高燃料的燃烧效率，从而达到降低油耗的目的。

表3二氧化碳排放量测试结果

另外，由表3可以看出，在使用了本发明实施例1所提供的一种太赫兹冷却液后，每km的综合二氧化碳排放量降低了5g，降低量达到1.7％。同时，考虑到市区内的路况复杂，对二氧化碳排放量的影响因素较多，实际效果在市郊运转中体现的应该更为准确。由表3可以看出，在市郊运转时，在使用了本发明实施例1所提供的一种太赫兹冷却液后，每km的二氧化碳排放量降低了10g，降低量达到4.2％。由此可以明显的看出，本发明实施例所提供的一种太赫兹冷却液能够有效地提高燃料的燃烧效率，从而达到降低二氧化碳排放量的目的。

综上所述，本发明提供了一种太赫兹冷却液，该太赫兹冷却液中富含的各种辐射材料，能够在对发动机进行冷却的同时，释放太赫兹波，使发动机内的燃油发生分子共振，降低活化能，从而打散燃油中团聚的大分子，降低粘度和表面张力，使其转化为更小的液体微粒从而便于与氧气均匀混合。提高燃烧效率，达到净化尾气、节能、提升动力的目的。本发明还提供了一种太赫兹冷却液的制备方法，其操作简单，生产效率高，适合规模化生产，生产出的产品能提升燃油的燃烧率，达到节能减排的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。例如，本发明的太赫兹材料并不限于粉状，还包括片状或块状等其它存在形式，同时，本分明的太赫兹粉也不限于与冷却剂混合使用，也可以是涂刷于汽车油箱壁、空气滤清器等途径。值得注意的是，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太赫兹冷却液，其特征在于，包括太赫兹粉和冷却液，按重量份数计，所述太赫兹粉的原料包括：二氧化硅30～85份、三氧化二铝5～30份、三氧化二铁1～20份、锆化合物1～15份、氧化钾1～10份以及稀土氧化物0.01～1份；

其制备方法包括：将所述原料混合并在无氧状态下进行烧结，得到烧结体；所述烧结体经过研磨后，得到太赫兹粉；将所述太赫兹粉与所述冷却液混合。

2.根据权利要求1所述的太赫兹冷却液，其特征在于，按重量份数计，所述二氧化硅为50～80份、所述三氧化二铝为10～20份、所述三氧化二铁为3～10份、所述锆化合物为2～8份、所述氧化钾为1～7份以及所述稀土氧化物0.06～0.1份。

3.根据权利要求1所述的太赫兹冷却液，其特征在于，所述太赫兹冷却液中所述太赫兹粉的含量为3～14g/L。

4.根据权利要求3所述的太赫兹冷却液，其特征在于，按重量份数计，所述原料还包括：辐射材料1～5份。

5.根据权利要求4所述的太赫兹冷却液，其特征在于，所述辐射材料为电气石或者尖晶石。

6.根据权利要求1所述的太赫兹冷却液，其特征在于，所述冷却液包括酒精型冷却液、甘油型冷却液、乙二醇型冷却液、丙二醇型冷却液中的任何一种。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的太赫兹冷却液的制备方法，其特征在于，包括：

将所述原料混合并在无氧状态下进行烧结，得到烧结体；所述烧结体经过研磨后，得到太赫兹粉；将所述太赫兹粉与所述冷却液混合。

8.根据权利要求7所述的太赫兹冷却液的制备方法，其特征在于，还包括在将混合后的所述原料进行烧结前的筛选步骤：将混合后的所述原料过100～200目的筛。

9.根据权利要求7所述的太赫兹冷却液的制备方法，其特征在于，所述原料的烧结温度为500-1800℃，烧结时间为10～20h。

10.根据权利要求7所述的太赫兹冷却液的制备方法，其特征在于，还包括在所述烧结体进行研磨后的再筛选步骤：将研磨后的所述烧结体过100～200目的筛。