[發(fā)明專利]一種混合稀土燃油添加劑的合成方法

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• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN110028992A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 郭崇;郭軍武
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: C10L1/04
• 分類號: C10L1/04;C10L1/188;C10L1/24;C07C51/41;C07C55/07;C10M141/12
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發(fā)明設計燃油添加劑領域，涉及一種稀土燃油及其制備方法。所述燃油包括：草酸鑭、草酸鈰、環(huán)烷酸鈰、高堿值磺酸鈣和有機溶劑混合后作為燃油添加劑；其中所述草酸鑭、草酸鈰、環(huán)烷酸鈰、高堿值磺酸鈣、基礎油的質量比為3％～6％：3％～6％：0.6％：0.4％：90％。本發(fā)明的燃油應用到柴油當中可達到一定減排效果，改善柴油燃燒質量。降低尾氣對環(huán)境的污染。

技術領域

本發(fā)明涉及燃油添加劑領域，特別涉及一種混合稀土燃油添加劑及其制備方法。

背景技術

燃油添加劑因其不需要改變柴油及內部構造、造作方便且可選種類較多等優(yōu)點成為了柴油機節(jié)能減排領域研究熱點之一，而稀土燃油添加劑在解決能源危機與改善環(huán)境污染問題上更發(fā)揮了重要作用。近幾年稀土燃油添加劑的研究逐漸引起人們的重視，稀土金屬在催化材料領域的迅速發(fā)展也是的該項研究成為了柴油機節(jié)能減排的熱點。

我國的稀土儲備十分豐富，可用于制備稀土金屬燃油添加劑的原料成本較低，擁有巨大的資源優(yōu)勢；相比其他金屬基添加劑，稀土化合物的熱穩(wěn)定性與化學性能優(yōu)越，用作催化材料應用廣泛；稀土金屬由于優(yōu)越的氧化還原性能，還可以用作其他金屬尤其貴金屬的改性催化助劑，降低了成本。

稀土元素具有豐富放入能級和特殊的4f外電子層結構，稀土金屬的氧化物有著優(yōu)良的儲氧和釋氧能力，使用稀土金屬氧化物會對柴油機的油氣的燃燒過程起到明顯的優(yōu)化作用，從而大大減少有害污染物的生成。現(xiàn)最為常見的稀土金屬基添加劑為鑭基和鈰基構成的有機稀土配合物或者其無機化合物。不同價階的鈰與鑭離子可以得到或者失去電子表現(xiàn)出強的氧化還原性能，而且優(yōu)越的與氧結合能力可以同時吸收與釋放氧，用作燃油添加劑時能減弱氣缸中燃燒產物中氮氧鍵、碳氧鍵的鍵能，使其形成最穩(wěn)定的N2、CO2或者H2O，以此降低有害物的排放。同時可利用La、Ce稀土元素與有機配合劑制成有機稀土添加劑，大大提升催化劑與燃油的互溶特性。

以Ce與La為主的多種金屬基添加劑其中摻雜的其他金屬會加大稀土氧化物晶體的缺陷，從而增強晶格移動性，改變催化劑的表面結構和陰離子的配位數(shù)，有利于氧化還原性能的進一步提升，同時也提高了其熱穩(wěn)定性，使添加劑的節(jié)能減排性能更優(yōu)越。有機稀土燃油添加劑在燃油中的分散性非常優(yōu)越，并且有機配體在燃燒時會在短時間內快速揮發(fā)燃燒，降低了添加劑顆粒燒結團聚的可能性，燃燒生成的稀土成分則更加容易揮發(fā)強的氧化還原作用。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種含有鈰基有機配合物添加劑與鑭基有機配合物添加劑的稀土燃油添加劑極其制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是：由兩種不同的燃油添加劑：草酸鈰、草酸鑭、環(huán)烷酸鈰、高堿值磺酸鈣與基礎油混合；

1.一種混合稀土燃油，包括：基礎油、高堿值磺酸鈣液體、草酸鈰粉體、草酸鑭粉體、環(huán)烷酸鈰液體，其中基礎油采用500SN基礎油約占總質量的90％；高堿值磺酸鈣約占總質量的0.4％；納米草酸鈰粒徑50～100nm，約占總質量的3％～6％；納米草酸鑭粒徑80～150nm，約占總質量的3％～6％；環(huán)烷酸鈰的CAS號為61790-20-3，環(huán)烷酸鈰液體約占總質量的0.6％。

本混合稀土燃油的具體制備方法，步驟如下：

步驟1：稱取一定量的稀土硝酸鹽、NH4HCO3及十六烷基三甲基溴化銨。將稀土的硝酸鹽按照計算得到的化學計量比與十六烷基三甲基溴化銨一同溶于去離子水中，稀土離子總濃度為0.5mol/L。

將碳酸氫銨溶于去離子水，濃度為1mol/L。在室溫條件下磁力攪拌這兩種溶液，使其充分溶解。在70℃恒溫下向稀土離子溶液中緩慢滴入碳酸氫銨溶液，并持續(xù)磁力攪拌，滴定過量，pH值控制在8-8.5之間。使用去離子水洗滌兩次，使用無水乙醇再次洗滌，放入高溫電阻爐中并在800℃及空氣氣氛下焙燒4～5小時，便能制備得草酸鈰粉體。