柴油微乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柴油微乳液，由柴油、表面活性剂、助表面活性剂和水制成，其中，所述助表面活性剂为α-氨基酸的丝氨酸和苯丙氨酸的混合物。所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。本发明专利技术还提供了一种柴油微乳液的制备方法。本发明专利技术制得的柴油微乳液外观澄清透明、稳定性好、含水量高、燃烧性能好、粒径小、室温、高温、低温放置无分层，不含有金属离子、硫元素等对环境不理的物质，有助于完全燃烧，提高燃烧效率。本发明专利技术的制备方法使油水混合吸附膜产生超低界面张力，以便获得更好的柴油微乳液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微乳液领域，具体涉及一种柴油微乳液及其制备方法。
技术介绍
微乳液是一种热力学稳定体系，通常由表面活性剂、助表面活性剂、水相和油相组成，粒径在10～100nm范围内，具有外观透明、稳定性好、易于制备等优点，在材料科学、有机化学、生物工程、医学等方面引起了越来越多的关注。柴油作为一种燃料资源，易燃易爆，对柴油进行微乳化会起到防爆抑爆的安全作用，同时会使柴油燃烧更充分、燃烧效率提高。由于油、水在表面活性剂作用下形成W/O或O/W乳液在加热燃烧时水蒸汽受热膨胀后产生微爆，使得柴油二次雾化燃烧更加充分，大大降低了废气中有害气体的含量。醇是最常用的助表面活性剂。然而，在柴油微乳液的制备中，由于甲醇、乙醇、正丁醇为助表面活性剂时，水溶性强，分布在水相中的醇分子较多，促进了表面活性剂分子在水相中的溶解，分配到界面上的表面活性剂较少，很难形成柴油微乳液，此外随着碳链的增加，醇分子的体积依次增大，其嵌入界面膜的阻力增大，使界面膜的柔性降低，刚性增强，不利于界面膜的弯曲，更不利于形成微乳液，使液晶相易于生成。因此，寻找一种新的助表面活性剂，开发一种表面积大、界面张力低、增溶能力强的与原柴油接近的微乳液燃料成为研究热点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种柴油微乳液，其具有稳定性好、含水量高、燃烧性能好、粒径小、室温放置无分层等优点。本专利技术还有一个目的是提供一种柴油微乳液的制备方法，使油水混合吸附膜产生超低界面张力，以便获得更好的柴油微乳液。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种柴油微乳液，由柴油、表面活性剂、助表面活性剂和水制成，其中，所述助表面活性剂为α-氨基酸的一种或多种。优选的是，所述的柴油微乳液，所述α-氨基酸为丝氨酸和苯丙氨酸的混合物。优选的是，所述的柴油微乳液，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。优选的是，所述的柴油微乳液，由以下重量份数的原料制成：300～500份柴油，200～280份柴油，200～400份十六烷基三甲基氯化铵，2～3份丝氨酸和苯丙氨酸的混合物，595～600份水制成。优选的是，所述的柴油微乳液，由以下重量份数的原料制成：240份柴油，300份十六烷基三甲基氯化铵，2.4份丝氨酸和苯丙氨酸的混合物，597.6份水制成。一种所述的柴油微乳液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按上述重量份数向柴油中加入十六烷基三甲基氯化铵，得第一混合物；步骤二、按上述重量份数向水中加入丝氨酸和苯丙氨酸，得第二混合物；步骤三、将所述第一混合物和所述第二混合物混合后，振荡，即得所述柴油微乳液。优选的是，所述的柴油微乳液的制备方法，所述步骤一具体包括：步骤a、将上述重量份数的柴油分为三等份，将上述重量份数的十六烷基三甲基氯化铵分为两等份，对第一份柴油采用20kHz的超声波辐照1～2min，加入第二份柴油和第一份十六烷基三甲基氯化铵，采用30kHz的超声波辐照2～3min，加入第三份柴油和第二份十六烷基三甲基氯化铵，采用40kHz的超声波辐照3～4min；步骤b、将步骤a得到的柴油混合物超声波雾化，送入磁场强度为0.3T的磁场处理3～5min，静置1～2h，即得第一混合物。优选的是，所述的柴油微乳液的制备方法，所述步骤二具体包括：将上述重量份数的水以1m/s流速通过磁化器制得磁化水，加入上述重量份数的丝氨酸和苯丙氨酸混合物，搅拌均匀后，向其中放置多个海绵块，使其充分浸泡和吸附，置入设有碳化硅弹丸的密封装置，将所述密封装置与振动电机连接，以10Hz的频率振动处理3～5min，然后充分挤压所述多个海绵块，即得第二混合物。优选的是，所述的柴油微乳液的制备方法，所述步骤三具体包括：将所述第一混合物和所述第二混合物混合后振荡1～2min，向其中通入二氧化碳，使压力达到4～5MPa，保持1～2h，抽真空去除二氧化碳，然后进行离心处理，转速为600～800r/min，保持3～5min，即得所述柴油微乳液。本专利技术至少包括以下有益效果：第一、本专利技术选择α-氨基酸来替代传统的醇类助表面活性剂，α-氨基酸含有侧链基团，能够软化油水界面膜，由于氨基和羧基结合在同一碳原子上，在制备柴油微乳液过程中，改善表面活性剂的表面活性和亲水亲油平衡性，有利于柴油微乳液的生成，是开创性专利技术；第二、丝氨酸的侧链基团是脂肪族羟基，苯丙氨酸的侧链基团是芳香族基团，丝氨酸的亲水性能，苯丙氨酸的疏水性能，使得在水/油界面与表面活性剂形成竞争，与表面活性剂分子间互相推斥，在界面上形成的瞬时的负表面张力，有利于微乳液的形成；第三、选择十六烷基三甲基氯化铵作为阳离子表面活性剂，亲水基带电、有静电斥力，在形成胶束时，选择丝氨酸和苯丙氨酸做为助表面活性剂，使亲水基之间距离变大、静电斥力变小，使油水混合吸附膜产生超低界面张力，使油水混合吸附膜具有一定的柔韧性，界面易于弯曲，有利于微乳液的形成；第四、本专利技术制得的柴油微乳液外观澄清透明、稳定性好、含水量高、燃烧性能好、粒径小、室温、高温、低温放置无分层，不含有金属离子、硫元素等对环境不理的物质，有助于完全燃烧，提高燃烧效率；第五、本专利技术的制备方法首先将柴油分为三份，依次用频率递增的超声波辐射，通过空化作用破坏组织产生局部粉碎，使得柴油和表面活性剂混合均匀，将雾化后的柴油送入磁场处理，使柴油中的物理结构发生变化，缔合链状的大分子断裂成单个小分子，抑制晶体形成，去除铁质杂质，充分降低油水界面张力；丝氨酸和苯丙氨酸溶解于磁化水，海绵块充分吸附溶胀，然后在高速振动的弹丸下挤压海绵块，使得分子之间高速撞击，形成均匀的第二混合物；向混合物中通入高压二氧化碳，能够增加混合物弹性、流动性并降低油水界面张力等作用，抽真空带动二氧化碳流动促进混合物流动，防止二氧化碳的溶解，高速离心促进混合效果，无分层现象具有良好的稳定性。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1：一种柴油微乳液，由2.5mL柴油、2g十六烷基三甲基氯化铵、0.02g丝氨酸和苯丙氨酸的混合物、5.95g水制成。...

【技术保护点】
一种柴油微乳液，其特征在于，由柴油、表面活性剂、助表面活性剂和水制成，其中，所述助表面活性剂为α‑氨基酸的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种柴油微乳液，其特征在于，由柴油、表面活性剂、助表面活性剂
和水制成，其中，所述助表面活性剂为α-氨基酸的一种或多种。
2.如权利要求1所述的柴油微乳液，其特征在于，所述α-氨基酸为丝
氨酸和苯丙氨酸的混合物。
3.如权利要求2所述的柴油微乳液，其特征在于，所述表面活性剂为十
六烷基三甲基氯化铵。
4.如权利要求3所述的柴油微乳液，其特征在于，由以下重量份数的原
料制成：200～280份柴油，200～400份十六烷基三甲基氯化铵，2～3份丝氨酸
和苯丙氨酸的混合物，595～600份水制成。
5.如权利要求4所述的柴油微乳液，其特征在于，由以下重量份数的原
料制成：240份柴油，300份十六烷基三甲基氯化铵，2.4份丝氨酸和苯丙氨
酸的混合物，597.6份水制成。
6.一种如权利要求5所述的柴油微乳液的制备方法，其特征在于，包括
以下步骤：
步骤一、按上述重量份数向柴油中加入十六烷基三甲基氯化铵，得第一
混合物；
步骤二、按上述重量份数向水中加入丝氨酸和苯丙氨酸，得第二混合物；
步骤三、将所述第一混合物和所述第二混合物混合后，振荡，即得所述
柴油微乳液。
7.如权利要求6所述的柴油微乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤
一具体包括：
步骤a、将上述重量份数的柴油分为三等...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽霞，陈超球，盛家荣，
申请(专利权)人：广西师范学院，
类型：发明
国别省市：广西;45