基于鼠李糖脂构建的柴油微乳体系对生物油增溶性能研究

摘要

近年来，全球性的能源危机、化石能源的日益枯竭及其大规模使用所导致的环境污染，对社会和环境造成了严重的负担。各种生物质能、太阳能等可再生能源将逐步取代化石能源，成为未来的主导能源。生物油是生物质能的一种，是生物质通过热化学转化技术而形成的一种液态生物能源。然而，生物油的燃料特性较差，存在含水率大、氧含量高、热稳定性差和有腐蚀性等缺点，导致其应用受限。为了使生物油可以直接作为内燃机燃料使用，借助柴油乳化或微乳燃料来精制生物油是一种行之有效的手段。
　　本研究利用鼠李糖脂(RL)为表面活性剂，不同碳链长度正构醇为助表面活性剂构建柴油逆胶束体系，进而研究该体系对模拟生物油的增溶性能。并应用荧光探针法，以罗丹明B为荧光物质，根据体系荧光发射强度的变化，测得RL在柴油微乳体系中的临界胶束浓度(CMC)为4g/L。以单位柴油逆胶束增溶生物油的量为评价指标，研究了生物油和柴油的体积比B/D、醇的种类、醇与表面活性剂的质量比C/R及表面活性剂的浓度对生物油增溶性能的影响。得出生物油与柴油的体积比B/D为3:7，RL浓度为15g/L，助表面活性剂选用正庚醇且醇与表面活性剂的质量比C/R为2.0时，柴油微乳体系增溶生物油的量最大，性能较佳。
　　同时，对最佳增溶条件下获得的生物油/柴油微乳液进行特性分析，包括稳定性分析、元素分析、傅里叶红外分析、热稳定特性分析和燃料产品指标分析等，其中燃料产品指标主要包括密度、粘度、浊点、倾点、热值、酸度、含水率和铜片腐蚀性等。同时比较了生物油、柴油和生物油/柴油微乳液三者的燃料特性，分析生物油/柴油微乳液是否能替代化石能源使用，由实验结果可知，生物油/柴油微乳液的燃料性能相对生物油来说在一定程度上得到了改善，燃烧性能有一定的提高，但跟柴油相比，仍存在一些不理想的特性，例如酸值等，需要进一步的改善和提高。

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第1章 绪论

1.1研究背景

1.2生物油的定义和性质

1.3微乳液理论

1.4表面活性剂理论

1.5生物油/柴油微乳液的国内外研究进展

1.6研究内容与目标

第2章 实验材料与方法

2.1实验思路

2.2实验药品和仪器

2.3实验内容

第3章 不同乳化条件对生物油增溶性能的影响

3.1荧光探针法测定鼠李糖脂在柴油微乳液中临界胶束浓度(CMC)

3.2微乳因素对生物油增溶性能的影响

3.3表面活性剂浓度对生物油增溶性能的影响

3.4本章小结

第4章 柴油微乳液特性分析

4.1稳定性分析

4.2傅里叶红外分析

4.3元素分析

4.4燃料特性分析

4.5热稳定性分析

4.6本章小结

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

附录B 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢