專利名稱：一種納米復(fù)合氧化物重油添加劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合氧化物重油添加劑的制備方法，制備的產(chǎn)品可用于改善重油燃燒性能，屬于能源和石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前部分大功率中速柴油機開始燃用混合油，高速柴油機也逐漸開始從燃用輕柴油轉(zhuǎn)而燃用重質(zhì)燃料油。由于重質(zhì)燃料油的密度、表面張力和粘度都較大，會導(dǎo)致重油燃燒不充分，降低了重油化學(xué)能向熱能轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)換效率。目前主要采用加水或其它輕烴乳化法改善重油燃燒性能，但是重油乳化技術(shù)還有一些尚未解決的問題，如乳化油性能不夠穩(wěn)定，容易破乳，不能滿足操作溫度較高行業(yè)的要求；乳化劑用量大，成本較高等；同時重油乳化燃燒也同樣存在腐蝕、磨損、積炭、污染物排放量大等問題。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，研制新型高效的重油添加劑成為可能。本發(fā)明提出一種納米復(fù)合氧化物重油添加劑的制備方法，利用納米催化劑強氧化還原特性、比表面積大、表面活性高及表面吸附性強等特性可以有效提高重油的燃燒效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米復(fù)合氧化物重油添加劑的制備方法，通過化學(xué)沉淀法制備金屬離子摻雜的納米氧化鈰粉體，在表面活化助劑的作用下使其表面活化改性，和分散劑混合均勻即得到添加劑產(chǎn)品，可以有效提高重油的燃燒效率。本發(fā)明的技術(shù)方案為以金屬鋪鹽為原料，按照一定的順序和配方比例加入摻雜金屬離子和沉淀劑，在一定溫度條件下獲得納米粉體，之后在表面活化助劑的作用下使粉體表面活化改性，加入分散劑混合均勻得到納米復(fù)合氧化物重油添加劑產(chǎn)品。金屬鈰鹽、摻雜金屬離子、沉淀劑、表面活化助劑、分散劑的種類和配方如下:
金屬鈰鹽為硝酸鈰、氯化鈰或硫酸鈰；摻雜金屬離子為銅、鋯、錳、鐵、鎳、鈷、銪、鋱、釓的金屬氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽中選取，是其中的一種或兩種以上；沉淀劑在氨水、氫氧化鈉、尿素、碳酸鈉中選取，是它們中的一種或兩種以上；表面活化助劑在聚乙二醇、甲基丙烯酸十八酯、十六胺、十八胺、油酸、馬來酸酐、十二烷基硫酸鈉中選取，是它們中的一種或兩種以上；分散劑為亞油酸、油酸、油酸甲酯中選取，是它們中的一種或兩種以上；摻雜金屬離子用量和金屬鈰鹽物質(zhì)的量比例為0.5 15:100 ;金屬鈰鹽與沉淀劑物質(zhì)的量比例為2 10:100 ;制備的納米氧化鈰粉體、表面活化助劑與分散劑的質(zhì)量比為2 10:100:100 800 ；制備的工藝流程如下:步驟1.將金屬鈰鹽、摻雜金屬離子鹽按照比例配成水溶液、之后按照比例加入沉淀劑，常溫攪拌0.5 3h，之后加熱到50 100 V，繼續(xù)攪拌I 3h，離心得到沉淀，去離子水和乙醇各洗3次；步驟2.將步驟I得到的沉淀物在50 100°C條件下干燥4 6 h，得到前驅(qū)體；將得到的前驅(qū)體在400 550 °C條件下煅燒2 5 h，得到摻雜氧化鈰納米粉體；步驟3.將步驟2得到的摻雜氧化鈰納米粉體、表面活化助劑與分散劑按照比例混合均勻反應(yīng)2 5h，即得到納米復(fù)合氧化物重油添加劑產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于，通過金屬離子摻雜提高了氧化鈰表面和晶格空穴的儲氧能力，利用納米催化劑強氧化還原特性、比表面積大、表面活性高及表面吸附性強等特性可以有效提高重油的燃燒效率和降低污染物排放；制備的產(chǎn)品顆粒形貌均一、分散性好，產(chǎn)品可以直接加入重油中使用，避免了傳統(tǒng)重油添加劑久置油水分離的弊端；產(chǎn)品添加量小，熱值提高率大；整個制備流程簡單易控制。
具體實施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案詳細敘述本發(fā)明的具體實施例。實例1:分別配制0.5 mo I/L的CeCl3溶液和Zr (NO3) 4溶液，分別量取6 mL的CeCl3溶液和0.6 mL的Zr (NO3)4溶液于100 mL燒杯中，加50 mL去離子水和6.0 g尿素,磁力攪拌2 h，使溶液充分混合，然后移入85 1:的水浴中，繼續(xù)攪拌2 h，離心得到沉淀，去離子水和乙醇洗各3次。得到的固體于60 °C干燥4h，然后在管式爐中450°C下煅燒2 h (升溫速率=2.0 V /min)得到錯摻雜氧化鋪粉體。按照質(zhì)量比為5:100:100將得到錯摻雜氧化鋪粉體、聚乙二醇和油酸中室溫混合攪拌2 h，即可以得到添加劑產(chǎn)品。按照0.2%比例加入重油中，通過熱值分析儀測得可以提高重油`燃燒熱值10.5%。
權(quán)利要求
1.一種納米復(fù)合氧化物重油添加劑的制備方法，其特征在于金屬鈰鹽、摻雜金屬離子、沉淀劑、表面活化助劑、分散劑的種類和配方如下: 金屬鈰鹽為硝酸鈰、氯化鈰或硫酸鈰；摻雜金屬離子為銅、鋯、錳、鐵、鎳、鈷、銪、鋱、釓的金屬氯鹽、硝酸鹽、硫酸鹽中選取，是其中的一種或兩種以上；沉淀劑在氨水、氫氧化鈉、尿素、碳酸鈉中選取，是它們中的一種或兩種以上；表面活化助劑在聚乙二醇、甲基丙烯酸十八酯、十六胺、十八胺、油酸、馬來酸酐、十二烷基硫酸鈉中選取，是它們中的一種或兩種以上；分散劑為亞油酸、油酸、油酸甲酯中選取，是它們中的一種或兩種以上；摻雜金屬離子用量和金屬鈰鹽質(zhì)量比為0.5 15:100 ;金屬鈰鹽與沉淀劑質(zhì)量比為2 10:100 ;制備的納米氧化鈰粉體、表面活化助劑、分散劑的質(zhì)量比為2 10:100:100 800 ； 制備的工藝流程如下: 步驟1.將金屬鈰鹽、摻雜金屬離子鹽按照比例配成水溶液，之后按照比例加入沉淀齊U，常溫攪拌0.5 3h，之后加熱到50 100 °C，繼續(xù)攪拌I 3h，離心得到沉淀，去離子水和乙醇各洗3次； 步驟2.將步驟I得到的沉淀物在50 100°C條件下干燥4 6 h，得到前驅(qū)體；將得到的前驅(qū)體在400 550 °C條件下煅燒2 5 h，得到摻雜氧化鈰納米粉體； 步驟3.將步驟2得到的摻雜氧化鈰納米粉體、表面活化助劑與分散劑按照比例混合均勻反應(yīng)2 5h，即得到納米復(fù)合氧化物重油添加劑產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合氧化物重油添加劑的制備方法，通過化學(xué)沉淀法制備金屬離子摻雜的納米氧化鈰粉體，在表面活化助劑的作用下使其表面活化改性，和分散劑混合均勻即得到添加劑產(chǎn)品；通過利用納米粉體強氧化還原特性、比表面積大、表面活性高及表面吸附性強等特性可以有效提高重油的燃燒效率；制備的產(chǎn)品分散性好，可以直接加入重油中使用，避免了傳統(tǒng)重油添加劑久置油水分離的弊端；產(chǎn)品添加量小，熱值提高率大；整個制備流程簡單易控制；本發(fā)明在成本、產(chǎn)品性能和環(huán)境友好等方面都展現(xiàn)出顯著的推廣優(yōu)勢。
文檔編號C10L1/188GK103074124SQ201310002440
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者葉俊偉, 唐運榜, 寧桂玲, 滿長忠, 林 源, 許諾 申請人:大連理工大學(xué)