物化實(shí)驗(yàn)報(bào)告-20102401027-崔倩雯

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1、日期2013年3月5、12日；2、3周周二，下午；姓名崔倩雯學(xué)號(hào)20102401027柴油微乳液擬三元相圖的繪制及燃燒性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)柴油微乳體系擬三元相圖的繪制與研究方法，并根據(jù)相圖，選擇合適的柴油微乳液，通過(guò)氧彈卡計(jì)進(jìn)行燃燒性能測(cè)定，比較柴油、微乳柴油燃燒時(shí)其燃燒效率的不同，對(duì)微乳柴油的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)原理:水-柴油微乳液的配制與研究方法:對(duì)微乳柴油的研究通常包括為微乳燃油配方選擇合適的表面活性劑和助表面活性劑，并考察各組分對(duì)可增溶水量的影響，確定最佳的微乳燃油配方比例。然后

2、針對(duì)微乳柴油體系，通過(guò)相圖、電導(dǎo)、NMR、FT-IR、分子光譜、熒光光譜、黏度法、電子顯微鏡等方式研究微乳液的結(jié)構(gòu),并進(jìn)行燃燒性能與尾氣排放量測(cè)定。(1)擬三元相圖的研究方法研究平衡共存的相數(shù)、組成和相區(qū)邊界最方便、最有效的工具就是相圖。在等溫等壓下三組分體系的相行為可以采用平面三角形來(lái)表示，稱為三元相圖。對(duì)四組分體系，需要采用立體正四面體。而四組分以上的體系就無(wú)法全面的表示。通常對(duì)四組分或四組分以上體系，采用變量合并法，比如固定某兩個(gè)組分的配比，使實(shí)際獨(dú)立變量不超過(guò)三個(gè)，從而仍可用三角相圖來(lái)表示，這樣

3、的相圖稱為擬三元相圖。對(duì)柴油微乳液的研究可采用擬三元相圖的方法研究,相圖繪制簡(jiǎn)單，根據(jù)相圖可以初步推測(cè)體系的結(jié)構(gòu)狀態(tài),能夠比較直觀地反映微乳體系相的變化,當(dāng)體系有液晶相、凝膠相出現(xiàn)時(shí),也能對(duì)微乳液及其相邊界進(jìn)行直觀表示。在表面活性劑和助劑含量一定情況下，將水往油中滴加，水量很少時(shí)為油包水型的球形微乳液，繼續(xù)滴加水，水與油的比例將會(huì)變動(dòng)，體系發(fā)生這樣的變化:對(duì)稱性水的球體一不對(duì)稱性柱體一層狀結(jié)構(gòu)一水為外相的各種結(jié)構(gòu)，最終為對(duì)稱性油的球體，這是體系內(nèi)部引力變動(dòng)而引起各種結(jié)構(gòu)迭變的結(jié)果，而研究此方面最方便有效

4、的工具就是相圖，因此，表面活性劑相圖的研究一直受到人們的關(guān)注。也可以在水量一定的情況下，將復(fù)合表面活性劑往油中滴加，通過(guò)觀察體系相的狀態(tài)的變化以及體系中物質(zhì)的重量比，通過(guò)擬三元相圖的繪制，研究體系中物質(zhì)的相溶性以及形成微乳液的條件。本實(shí)驗(yàn)采用此種方法進(jìn)行乳化柴油的繪制。（2）電導(dǎo)法電導(dǎo)行為是微乳液的重要性質(zhì)之一。關(guān)于微乳液的電導(dǎo)研究,基本上圍繞微乳液體系的導(dǎo)電行為和根據(jù)電導(dǎo)測(cè)量研究微乳液體系的相行為。盡管電導(dǎo)測(cè)量不能直接反映各種條件對(duì)微乳液粒子的大小的影響,但微乳液的電導(dǎo)率在某種程度上反映了微乳液的結(jié)構(gòu)

5、，例如W/O或O/W結(jié)構(gòu)，因此，通?？赏ㄟ^(guò)對(duì)微乳體系電導(dǎo)率的測(cè)定判別微乳體系的結(jié)構(gòu)。（3）量熱法與氧彈量熱裝置及結(jié)果表示方法量熱法是熱化學(xué)研究的基本實(shí)驗(yàn)方法，氧彈量熱計(jì)的基本原理為能量守恒定律。樣品完全燃燒放出的熱量促使卡計(jì)及周圍的介質(zhì)（本實(shí)驗(yàn)用水）溫度升高，測(cè)量介質(zhì)燃燒前后體系溫度的變化值，可求算該樣品的恒容燃燒熱。柴油為石油分餾產(chǎn)品,其中各烴分子所含碳原子數(shù)不同,通常以測(cè)定柴油燃燒過(guò)程中Qv的變化來(lái)衡量柴油燃燒效率的大小。在氧彈量熱計(jì)與環(huán)境沒(méi)有熱交換情況下，其關(guān)系式為：m樣QV=W（卡計(jì)+水）?ΔT

6、–m（點(diǎn)火絲）?Q（點(diǎn)火絲）（1）m樣為柴油的質(zhì)量（克）；Qv為柴油的恒容燃燒熱（焦/克）；W（卡計(jì)+水）為氧彈卡計(jì)和周圍介質(zhì)的熱當(dāng)量（焦/度），其表示卡計(jì)和水溫度每升高一度所需要吸收的熱量，W（卡計(jì)+水）一般通過(guò)經(jīng)恒重的標(biāo)準(zhǔn)物如苯甲酸標(biāo)定.苯甲酸的恒容燃燒熱為26459.6焦/克?！鱐為柴油燃燒前后溫度的變化值。m（點(diǎn)火絲）為點(diǎn)火絲的質(zhì)量，Q（點(diǎn)火絲）為點(diǎn)火絲（鐵絲）的恒容燃燒熱，其值為6694.4焦/克。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法完全避免“熱漏”現(xiàn)象的存在，因此，實(shí)驗(yàn)中必須經(jīng)過(guò)雷諾作圖法或計(jì)算法校正柴油燃燒前

7、后溫度的變化值。通過(guò)（1）式，計(jì)算柴油燃燒的恒容熱效應(yīng)Qv（焦/克）。為了避免平行測(cè)定中稱量的差異對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可通過(guò)△T/m（K/g）（單位質(zhì)量柴油燃燒引起溫度的變化值）或Qv/g（J/g）（單位質(zhì)量柴油燃燒放出的熱量），研究柴油和微乳柴油燃燒效率的不同；通過(guò)△T/△t（K/s）（即單位時(shí)間柴油燃燒時(shí)燃燒溫度隨時(shí)間的變化率）研究柴油和微乳柴油燃燒速率的不同。實(shí)驗(yàn)試劑與儀器:實(shí)驗(yàn)試劑：柴油0#、油酸（化學(xué)純）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）（化學(xué)純）、氨水、正丁醇實(shí)驗(yàn)儀器：燃燒熱測(cè)定裝置一套、充氧裝置

8、一套、萬(wàn)用電表、5安保險(xiǎn)絲、1000ml燒杯磁力攪拌器、攪拌子（中）、電導(dǎo)率儀氧氣電子分析天平（每組一臺(tái)）；燒杯（50ml）、250ml、鑷子、濾紙、PH試紙、玻棒、洗耳球等、膠頭滴管實(shí)驗(yàn)步驟：1.水-柴油體系配制及擬三元相圖繪制（第一階段內(nèi)容）（1）復(fù)合乳化劑配比:油酸66.15%十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)0.91%氨水9.1%，正丁醇23.8%（2）復(fù)合乳化劑配制：室溫下，將油酸36.5克放入100ml的燒杯中,首先加入5克氨水，