CN108126747A - 水相变催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水相变催化剂及其制备方法，其中，水相变催化剂按照重量份数计，包括0.1～1份甲醇钠、10～20份高碳脂肪醇、2～12份月桂醇、0.05～1.5份甘油棕仁脂肪酸酯、0.1～2份乌葵酸甘油、0.3～4份β‑半乳糖苷酶、0.02～1份乙醇脱氢酶、0.03～0.8份氧化聚明胶、0.1～1份脱氧核苷酸、6～20份β‑环糊精、0.3～5份2‑脱氧‑D‑核糖、2～12份α‑D‑葡萄糖五乙酸酯、20～60份乙二醇、8～40份蒸馏水。本发明的水相变催化剂，可有效净化汽车尾气，极大地减少了一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等的排放，对减轻雾霾起到关键作用。

Description

水相变催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及新型能源技术领域，具体涉及一种水相变催化剂及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，汽车作为人类主要的交通工具，是现代生活不可或缺的组成部分。发动机通过燃烧汽油，将化学能转化为机械能和电能，从而驱动汽车行驶。汽车发动机工作时，汽缸中的汽油燃烧不完全，则会产生高浓度的有毒尾气。燃油机械、燃油设备排放的废气、机动车排放的尾气是大气的重要污染源，尾气排放对人体健康造成不良影响日益引起人们的重视。现有国内汽车用汽油净化剂种类不少。以净化尾气为目的的燃油添加剂，并不是对每种机动车都适用，而且净化效果也不理想，一般只达50%。

目前，几乎所有燃油车辆的发动机尾气均由其尾气管道直接排放到空气中，这些尾气含有大量的硫化物、氮化物、碳、铅等杂质的有害气体和可吸入颗粒物，这些尾气排放物分布性的在空气中弥漫，不断增加着空气中有害气体、浮尘的浓度和雾霾天气天数比例，日益严重地污染着人类的生存环境、威胁着人类的健康。为了控制汽车尾气排放给环境和人类带来的危害，世界上许多国家都制定了日益严格的汽车尾气排放法规，在汽车尾气的排气系统上安装三效净化器和电喷闭环控制器是有效解决汽车尾气污染的措施之一，但是这类设备大多只能净化颗粒性介质，对一氧化碳、 碳氢类气体的净化作用则较小，不能达到良好净化的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水相变催化剂及其制备方法，解决现有国内汽车用汽油净化剂种类不少，以净化尾气为目的的燃油添加剂，并不是对每种机动车都适用，而且净化效果也不理想的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水相变催化剂，按照重量份数计，包括以下原料：0.1～1份甲醇钠、10～20份高碳脂肪醇、2～12份月桂醇、0.05～1.5份甘油棕仁脂肪酸酯、0.1～2份乌葵酸甘油、0.3～4份β-半乳糖苷酶、0.02～1份乙醇脱氢酶、0.03～0.8份氧化聚明胶、0.1～1份脱氧核苷酸、6～20份β-环糊精、0.3～5份2-脱氧-D-核糖、2～12份α-D-葡萄糖五乙酸酯、20～60份乙二醇、8～40份蒸馏水。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是，一种水相变催化剂，按照重量份数计，包括以下原料：0.2～0.7份甲醇钠、13～16份高碳脂肪醇、4～8份月桂醇、0.1～0.5份甘油棕仁脂肪酸酯、0.5～0.8份乌葵酸甘油、1～1.5份β-半乳糖苷酶、0.1～0.6份乙醇脱氢酶、0.1～0.3份氧化聚明胶、0.2～0.7份脱氧核苷酸、10～15份β-环糊精、1～3份2-脱氧-D-核糖、5～8份α-D-葡萄糖五乙酸酯、30～40份乙二醇、15～20份蒸馏水。

作为优选，本发明更进一步的方案是，上述高碳脂肪醇为碳数为12～18的脂肪醇。

一种水相变催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：配置A组分，按照重量份数取高碳脂肪醇、月桂醇、β-半乳糖苷酶、乙醇脱氢酶、氧化聚明胶、脱氧核苷酸、β-环糊精、α-D-葡萄糖五乙酸酯，经过搅拌后，静置、陈化；

S2：配制B组分，按照重量份数取甲醇钠、乙二醇、蒸馏水、甘油棕仁脂肪酸酯、乌葵酸甘油和2-脱氧-D-核糖，在60～70℃的温度下保温5～15小时；

S3：将A组分和B组分均匀混合，静置6～20小时即得水相变催化剂。

作为优选，本发明更进一步的方案是，上述步骤S1中，搅拌时间为30-40分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过汽车空气通道雾化进入内燃机参与燃烧后，汽车尾气排放物依据GB1318285-2005、DB371657-2006检测方法检测，CO排放量、HC+NOx排放量低于0.5g/km。

本发明的水相变催化剂，催化活性强，催化效率高，且原料廉价易得，制备方法简单。使用该催化剂，可有效净化汽车尾气，极大地减少了一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等的排放，对减轻雾霾起到关键作用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种水相变催化剂，包括以下原料：0.1kg甲醇钠、10kg高碳脂肪醇、2kg月桂醇、0.05kg甘油棕仁脂肪酸酯、0.1kg乌葵酸甘油、0.3kgβ-半乳糖苷酶、0.02kg乙醇脱氢酶、0.03kg氧化聚明胶、0.1kg脱氧核苷酸、6kgβ-环糊精、0.3kg2-脱氧-D-核糖、2kgα-D-葡萄糖五乙酸酯、20kg乙二醇、8kg蒸馏水。上述高碳脂肪醇为碳数为12的脂肪醇。

实施例2：

一种水相变催化剂，包括以下原料：0.5kg甲醇钠、15kg高碳脂肪醇、10kg月桂醇、0.5kg甘油棕仁脂肪酸酯、0.9kg乌葵酸甘油、2.5kgβ-半乳糖苷酶、0.5kg乙醇脱氢酶、0.5kg氧化聚明胶、0.5kg脱氧核苷酸、12kgβ-环糊精、3kg2-脱氧-D-核糖、6kgα-D-葡萄糖五乙酸酯、40kg乙二醇、25kg蒸馏水。上述高碳脂肪醇为碳数为18的脂肪醇。

实施例3：

一种水相变催化剂，包括以下原料：1kg甲醇钠、20kg高碳脂肪醇、12kg月桂醇、1.5kg甘油棕仁脂肪酸酯、2kg乌葵酸甘油、4kgβ-半乳糖苷酶、1kg乙醇脱氢酶、0.8kg氧化聚明胶、1kg脱氧核苷酸、20kgβ-环糊精、5kg2-脱氧-D-核糖、12kgα-D-葡萄糖五乙酸酯、60kg乙二醇、40kg蒸馏水。上述高碳脂肪醇为碳数为16的脂肪醇。

实施例4：

一种水相变催化剂，包括以下原料：0.2kg甲醇钠、13kg高碳脂肪醇、4kg月桂醇、0.1kg甘油棕仁脂肪酸酯、0.5kg乌葵酸甘油、1kgβ-半乳糖苷酶、0.1kg乙醇脱氢酶、0.1kg氧化聚明胶、0.2kg脱氧核苷酸、10kgβ-环糊精、1kg2-脱氧-D-核糖、5kgα-D-葡萄糖五乙酸酯、30kg乙二醇、15kg蒸馏水。上述高碳脂肪醇为碳数为14的脂肪醇。

实施例5：

一种水相变催化剂，包括以下原料：0.7kg甲醇钠、16kg高碳脂肪醇、8kg月桂醇、0.5kg甘油棕仁脂肪酸酯、0.8kg乌葵酸甘油、1.5kgβ-半乳糖苷酶、0.6kg乙醇脱氢酶、0.3kg氧化聚明胶、0.7kg脱氧核苷酸、15kgβ-环糊精、3kg2-脱氧-D-核糖、8kgα-D-葡萄糖五乙酸酯、40kg乙二醇、20kg蒸馏水。上述高碳脂肪醇为碳数为12的脂肪醇。

实施例6：

一种水相变催化剂，包括以下原料：0.5kg甲醇钠、14kg高碳脂肪醇、6kg月桂醇、0.3kg甘油棕仁脂肪酸酯、0.6kg乌葵酸甘油、1.2kgβ-半乳糖苷酶、0.5kg乙醇脱氢酶、0.2kg氧化聚明胶、0.4kg脱氧核苷酸、12kgβ-环糊精、2kg2-脱氧-D-核糖、6kgα-D-葡萄糖五乙酸酯、35kg乙二醇、18kg蒸馏水。上述高碳脂肪醇为碳数为18的脂肪醇。

上述实施例中的水相变催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：配置A组分，按照重量份数取高碳脂肪醇、月桂醇、β-半乳糖苷酶、乙醇脱氢酶、氧化聚明胶、脱氧核苷酸、β-环糊精、α-D-葡萄糖五乙酸酯，经过搅拌后，静置、陈化；搅拌时间为30～40分钟；

S2：配制B组分，按照重量份数取甲醇钠、乙二醇、蒸馏水、甘油棕仁脂肪酸酯、乌葵酸甘油和2-脱氧-D-核糖，在60～70℃的温度下保温5～15小时；

S3：将A组分和B组分均匀混合，静置6～20小时即得水相变催化剂。

上述水相变催化剂催化气态水分子中间体分解为氢气和氧气的方法，在温度600-700℃、压力大于3MPa条件下，上述水相变催化剂催化气态水分子中间体分解为氢气和氧气。

该技术是水蒸气中的水分子在600-700℃、压力大于3Mpa（一般为3-100Mpa）条件下，本发明所得水相变催化剂催化水分子分解为氧气分子和氢气分子。

本产品所得水相变催化剂的物化参数：

1、无色或乳白色透明液体；

2、密度1.003±0.02g/cm3；

3、冰点≤-10℃。

产品原理：汽车尾气中含有碳颗粒烟尘和大量的有害气体，其中含量最高、危害最大的就是：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)，这也是尾气检测的主要项目。其中，氮氧化合物中的氮来自油品和空气，会在发动机温度超过一定标准时产生，发动机温度越高，产生的越多。发动机燃烧的初始阶段温度会迅速超过标准，产生氮氧化合物。而燃烧后期温度偏低，氧含量降低，二氧化碳浓度增加，导致一些碳颗粒、一氧化碳和碳氢化合物成了“烧不透的物质”，被送进尾气管，排放出来，这时候，动力下降了，车辆就会产生类似“后劲不足”的现象。

将本发明的水相变催化剂送进燃烧室，将原本在燃烧初期产生的水分子经过催化而生成成氢气和氧气，将过热的初始阶段产生的多余的“无效”能量储存为化学能，在温度偏低，“后劲不足”的燃烧末期再释放出来，从而转变为汽车的动力，成为“有效”的能量。原本的一部分能量因为发动机过热被冷却水带走了；另一部分则用来生产臭名昭著的氮氧化合物，成为了尾气中的健康“杀手”。这两部分“无效”能量被储存并利用，直观的变化是发动机冷却水温降低，尾气氮氧化合物大幅减少。到了燃烧后期，前期储存的氢气和氧气参与燃烧，使碳颗粒和碳氢化合物、一氧化碳这些“烧不透的物质”被“烧透了”，使三种污染气体和颗粒物同时降低。由于这部分被“储存”起来的能量在后期重新释放，汽车动力也得以持续提升，加速更顺畅、驾驶更平稳。这不仅提升了汽车驾乘体验，还提升了燃料能量的利用率，使能耗降低，碳排放量减少。

针对本发明的水相变催化剂的污染物质排放量试验如下：

针对上述实施例1～6，将上述实施例按照汽油与水相变催化剂7:3的比例作为汽车燃油，经过实验后测量出的CO排放量、HC+NOx排放量如下表1：

表1

试验例	CO排放量（g/km）	HC+NOx排放量（g/km）
			实施例1	0.47	0.45
实施例2	0.41	0.39
			实施例3	0.25	0.28
实施例4	0.31	0.23
			实施例5	0.21	0.18
实施例6	0.36	0.26
			普通汽油	1.21	1.03

从上表中可以看出，本发明中的上述实施例均能够减少污染物质的排放量，可有效净化汽车尾气，极大地减少了一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等的排放，对减轻雾霾起到关键作用。

本发明的水相变催化剂的主要作用是使多元醇醚与汽油互溶，在汽油燃烧后原本生成的水在催化剂表面瞬间裂解生成氢气和氧气，之后产生的氢气和氧气参与燃烧，生成相变热能，热能转换为机械能，提升动力，减少污染物质的排放。

本发明的水相变催化剂具有以下五大功效：

1、节能减排

随着社会的发展，燃油机械，燃油设备排放的废气，机动车排放的尾气是大气的重要污染源，尾气排放对人体健康造成不良影响日益引起人们的重视。经国家环境科学研究院机动车排污检测中心近20万吨产品40多万辆车次、上千万公里的测试，得出数据能够减少尾气污染物排放50%以上。本发明的水相变催化剂加入燃油中，能够提高燃油的燃烧率，减少污染物质的排放。

2、降低油耗

本发明的水相变催化剂使油雾有足够的氧气进行完全燃烧，形成二次做工，节省油耗。发动机清洗剂可以有效清洗发动机内部的脏污、积碳等有害物质，达到保持发动机内部洁净，增强机油流动性的目的。而且最重要的是，可以降低磨损，延长发动机使用寿命。

3、增强动力

本发明的水相变催化剂在工作时可将喷入到燃烧室的油雾瞬间引爆，增强发动机动力。

4、清除积碳

本发明的水相变催化剂能够清除积碳，延长发动机保养周期。本发明的水相变催化剂可以有效清洗发动机内部的脏污、积碳等有害物质，达到保持发动机内部洁净，增强机油流动性的目的。而且最重要的是，可以降低磨损，延长发动机使用寿命。汽油中的蜡和胶质等不纯物是形成积碳的主要成分，所以清洁度高的汽油形成积碳的趋势就弱一些，加入水相变催化剂可使普通汽油的辛烷值到接近100，形成积碳的机率就大大减少。

5、可与目前任何汽油混合

本发明的水相变催化剂可与市面上任何型号汽油混合，不会发生沉淀、悬浊等现象；并且适用于所有车型。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种水相变催化剂，其特征在于：按照重量份数计，包括以下原料：0.1～1份甲醇钠、10～20份高碳脂肪醇、2～12份月桂醇、0.05～1.5份甘油棕仁脂肪酸酯、0.1～2份乌葵酸甘油、0.3～4份β-半乳糖苷酶、0.02～1份乙醇脱氢酶、0.03～0.8份氧化聚明胶、0.1～1份脱氧核苷酸、6～20份β-环糊精、0.3～5份2-脱氧-D-核糖、2～12份α-D-葡萄糖五乙酸酯、20～60份乙二醇、8～40份蒸馏水。

2.根据权利要求1所述的水相变催化剂，其特征在于：按照重量份数计，包括以下原料：0.2～0.7份甲醇钠、13～16份高碳脂肪醇、4～8份月桂醇、0.1～0.5份甘油棕仁脂肪酸酯、0.5～0.8份乌葵酸甘油、1～1.5份β-半乳糖苷酶、0.1～0.6份乙醇脱氢酶、0.1～0.3份氧化聚明胶、0.2～0.7份脱氧核苷酸、10～15份β-环糊精、1～3份2-脱氧-D-核糖、5～8份α-D-葡萄糖五乙酸酯、30～40份乙二醇、15～20份蒸馏水。

3.根据权利要求1或2所述的水相变催化剂，其特征在于：所述高碳脂肪醇为碳数为12～18的脂肪醇。

4.一种权利要求1～3所述的水相变催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：配置A组分，按照重量份数取高碳脂肪醇、月桂醇、β-半乳糖苷酶、乙醇脱氢酶、氧化聚明胶、脱氧核苷酸、β-环糊精、α-D-葡萄糖五乙酸酯，经过搅拌后，静置、陈化；

S2：配制B组分，按照重量份数取甲醇钠、乙二醇、蒸馏水、甘油棕仁脂肪酸酯、乌葵酸甘油和2-脱氧-D-核糖，在60～70℃的温度下保温5～15小时；

S3：将A组分和B组分均匀混合，静置6～20小时即得水相变催化剂。

5.根据权利要求4所述的水相变催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，搅拌时间为30～40分钟。