本發(fā)明涉及能源化工，具體為一種環(huán)保甲醇燃料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、甲醇燃料是一種利用甲醇作為燃料的新型燃料系統(tǒng)。甲醇是一種無色、有毒、易燃的液體，可以通過化學(xué)合成或生物發(fā)酵等方式制備。與傳統(tǒng)燃料相比，甲醇燃料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)甲醇是一種可再生的燃料，可以通過生物發(fā)酵等方式制備，具有較高的可持續(xù)性；2)甲醇的燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，排放的有害氣體較少，對環(huán)境的污染較??；3)甲醇的燃燒能量高，能夠提供較高的動力輸出和燃燒效率；4)甲醇的物理性質(zhì)穩(wěn)定，易于儲存和運(yùn)輸。甲醇燃料目前已經(jīng)在汽車、船舶、發(fā)電機(jī)組等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)和能源需求的變化，甲醇燃料也將在未來得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。但是甲醇燃料在作為汽車燃料使用過程中存在冷啟動困難、熱值低、辛烷值低、燃燒不充分等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)保甲醇燃料的制備方法，包括以下步驟：

2、步驟(1)在硫酸銅水溶液中加入預(yù)處理的多壁碳納米管，以酒石酸鉀鈉作為螯合劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)混合液的ph，再加入甲醛水溶液反應(yīng)，然后在氧氣中氧化，得到多壁碳納米管-氧化銅納米材料；

3、以上過程中，氧化銅納米粒子沉積在多壁碳納米管上，得到多壁碳納米管-氧化銅納米材料。

4、步驟(2)通過十六烷基三甲基溴化銨輔助ce(no3)3·6h2o、y(no3)3·6h2o、mn(no3)2分散于去離子水中，再加入多壁碳納米管-氧化銅納米材料，滴加碳酸銨和氨水，靜置，過濾，洗滌，干燥，煅燒，得到復(fù)合納米粒子；

5、以上過程中，通過十六烷基三甲基溴化銨輔助浸漬，得到了有錳、釔摻雜的多壁碳納米管-氧化銅-氧化鈰的復(fù)合納米粒子。

6、步驟(3)以乙酰丙酸、乙醇為反應(yīng)物，對甲苯磺酸為催化劑，回流反應(yīng)，得到乙酰丙酸乙酯；再以乙酰丙酸乙酯、n-苯基-對苯二胺為反應(yīng)物，對甲苯磺酸為催化劑，繼續(xù)回流反應(yīng)，得到雙功能助劑；

7、以上過程中，乙酰丙酸、乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)得到乙酰丙酸乙酯；乙酰丙酸乙酯的c＝o與n-苯基-對苯二胺的氨基反應(yīng)，得到雙功能助劑。

8、步驟(4)常溫常壓下，先將甲醇、氨水混合攪拌至均勻，再加入低碳醇，繼續(xù)攪拌，然后加入過氧化氫、復(fù)合納米粒子、防凍劑、防腐劑、乙二醇單丁醚、乙基叔丁基醚、甜橙皮油、兒茶酚、雙功能助劑，攪拌至均勻，得到環(huán)保甲醇燃料。

9、以上環(huán)保甲醇燃料中：氨水能夠在復(fù)合納米粒子的催化作用下轉(zhuǎn)化成二氧化氮，二氧化氮能夠促進(jìn)甲醇著火，縮短點(diǎn)火延遲時(shí)間；低碳醇能夠提升甲醇的燃燒熱值，提高低溫性能，改善冷啟動問題；過氧化氫能夠縮短點(diǎn)火延遲時(shí)間；復(fù)合納米粒子中的氧化銅、氧化鈰不僅可以做甲醇燃燒的催化劑，氧化鈰也可以做氨水催化轉(zhuǎn)化的催化劑，同時(shí)，氧化銅也可以在甲醇燃料中起到潤滑效果；復(fù)合納米粒子中的多壁碳納米管可以提升甲醇燃料的潤滑性；復(fù)合納米粒子在合成過程中通過十六烷基三甲基溴化銨的加入能夠改善復(fù)合納米粒子在甲醇燃料中的分散性；乙二醇單丁醚作為助溶劑，能夠提高各組分在燃料中的分散性；乙基叔丁基醚能夠提升甲醇燃料的抗爆性、辛烷值；甜橙皮油作為天然添加劑，提升甲醇燃料的辛烷值；兒茶酚作為天然抗氧化添加劑，提升甲醇燃料的穩(wěn)定性和抗氧化性；雙功能助劑，既可以提升甲醇燃料的抗氧化性，也能發(fā)揮很好的潤滑效果；防腐劑能夠避免甲醇燃料對汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的腐蝕；防凍劑能夠提升甲醇燃料的耐低溫性能。

10、優(yōu)選地，所述步驟(1)中，預(yù)處理的多壁碳納米管的制備方法：將多壁碳納米管在400-450℃下熱處理30-40min，再用丙酮洗滌，然后用30-33vol％hcl酸處理15-25min，最后再用體積比為3:1的hno3/h2so4混合液在60-80℃下酸處理20-40min后，用去離子水洗滌，得到預(yù)處理的多壁碳納米管。

11、優(yōu)選地，所述步驟(1)中，硫酸銅水溶液是由無水硫酸銅與去離子水以3.5:100-150的質(zhì)量比混合得到；用氫氧化鈉調(diào)節(jié)混合液的ph為12-12.5；氧化條件：在140-160℃下在氧氣中氧化60-90min；硫酸銅、預(yù)處理的多壁碳納米管、酒石酸鉀鈉、甲醛水溶液的用量比為35-75kg:0.9-1.8kg:170-340kg:200-400l。

12、優(yōu)選地，所述步驟(2)中，ce(no3)3·6h2o、y(no3)3·6h2o、mn(no3)2、十六烷基三甲基溴化銨、多壁碳納米管-氧化銅納米材料之間的質(zhì)量比為2.7-2.9:0.18-0.26:0.13-0.2:3.1-3.3:10.3-15.5；滴加碳酸銨和氨水的過程中保持ph為8.2-8.7；靜置時(shí)間：10-14h。

13、優(yōu)選地，所述步驟(2)中，干燥條件：在60-80℃下干燥20-30h；煅燒條件：先在550-600℃下煅燒3-4h，再在700-800℃下煅燒18-24h。

14、優(yōu)選地，所述步驟(3)中，乙酰丙酸、乙醇、對甲苯磺酸之間的質(zhì)量比為11.6-17.4:5.2-10.5:3.2-3.8；乙酰丙酸與乙醇回流反應(yīng)條件：在190-210℃下回流反應(yīng)5.5-6.5h。

15、優(yōu)選地，所述步驟(3)中，乙酰丙酸乙酯、n-苯基-對苯二胺、對甲苯磺酸之間的質(zhì)量比為14.4-28.8:22.1-45:4.5-6.5；乙酰丙酸乙酯、n-苯基-對苯二胺回流反應(yīng)條件：在190-210℃下回流反應(yīng)7-9h。

16、優(yōu)選地，所述步驟(4)中，以重量份數(shù)計(jì)，各組分的含量為：

17、甲醇100-150份、氨水30-40份、低碳醇10-18份、過氧化氫15-25份、復(fù)合納米粒子6-10份、防凍劑1.5-5.5份、防腐劑2.5-8.5份、乙二醇單丁醚2.0-3.5份、乙基叔丁基醚1.8-3.6份、甜橙皮油5-11.5份、兒茶酚2-4.5份、雙功能助劑3.5-6.5份。

18、優(yōu)選地，所述步驟(4)中，防腐劑包括甲基丁香酚；低碳醇由乙醇、丙醇、丙三醇和異丁醇按5:2:1:3的質(zhì)量比混合得到。

19、采用所述環(huán)保甲醇燃料的制備方法制備得到的環(huán)保甲醇燃料。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

21、1、本發(fā)明中通過在甲醇燃料中添加氨水、低碳醇、過氧化氫、復(fù)合納米粒子、防凍劑、防腐劑、乙二醇單丁醚、乙基叔丁基醚、甜橙皮油、兒茶酚、雙功能助劑等，改善了甲醇燃料的品質(zhì)，縮短了甲醇燃料的著火時(shí)間，提升了其穩(wěn)定性、辛烷值、抗氧化性、潤滑性，同時(shí)，促進(jìn)了甲醇燃料的充分燃燒，減少了污染物的排放，更加環(huán)保。

22、2、本發(fā)明中的復(fù)合納米粒子是有錳、釔摻雜的多壁碳納米管-氧化銅-氧化鈰的復(fù)合納米粒子，各組分協(xié)同提升了甲醇燃料的潤滑性、縮短了著火時(shí)間、促進(jìn)了甲醇的充分燃燒，錳和釔的摻雜進(jìn)一步提升了復(fù)合納米粒子的催化活性。

23、3、本發(fā)明的雙功能助劑具有很好的抗氧化、潤滑效果，與兒茶酚、復(fù)合納米粒子協(xié)同，能夠更好的改善甲醇燃料的抗氧化性能和潤滑性能。