柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定
物化实验思考题
物化实验思考题1．物理化学实验技术思考题、讨论题、作业：物理化学实验与其他化学课程实验有哪些异同点？2,微乳柴油燃烧热的测定思考题、讨论题、作业：1.什么是燃烧热？它在化学反应热的计算中有何应用?2.影响本实验准确度的主要有哪些因素？为什么？3.什么是氧弹卡计的水当量？如何测得？4.实验测得的温差为何经过雷诺校正？3. 柴油-水微乳体系拟三元相图的绘制7．问题思考（1）柴油的主要成分是什么？其燃烧后可能形成的产物有那些？（2）乳化柴油与微乳柴油的区别？制备方法上有什么不同？（3）乳化柴油为什么不稳定？其对柴油发动机产生的损害是什么？（4）为什么要进行柴油微乳液的研究？形成微乳柴油的通常条件是什么？其中各组分的作用是什么？（5）什么是相图？什么是拟三元相图？通过拟三元相图的绘制与分析，你可以得到那些信息？（6）确定微乳液基本性质的简单方法（W/0型乳液或0/W型乳液）有那些？其原理是什么？（7）为什么将柴油微乳化可提高柴油的燃烧效率，减少尾气排放？其可能的机理有那些？（8）氧弹量热技术的基本测量原理是什么？如何通过氧弹量热计测定微乳柴油的燃烧值？燃油的完全燃烧与不完全燃烧有什么区别？（9）本实验乳化剂配方中，各种物质的作用是什么？（10）你能否将本实验设计为中学教学中的课外化学实验?如何设计?思考题1、溶胶-凝胶粉末的细度、均匀性受什么因素的影响？2、自查文献了解稀土纳米荧光粉的研究进展。
自查文献了解开展纳米材料研究所需要的各种仪器及相应的表征对象。
4.电动势的测定和应用思考题、讨论题、作业：1.为何测电动势要用对消法？原理是什么？2.测电动势为什么要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同体系？3.使用醌氢醌电极的限制条件是什么？4.在测量过程中，如果示零器总是正值或负值，而不能示零，可能的原因是什么？5.乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定思考题、讨论题、作业：1.如何减小恒温水浴温度的波动？2.影响二级反应速率常数测定准确性的因素？6. 洗涤剂的配制思考题、讨论题、作业：课后根据课堂讲解和实验操作，总结实验现象，记录实验数据并处理实验数据，分析实验产生误差的可能之处，完成实验报告。
微乳柴油拟三元相图的绘制及燃烧热的测定
微乳柴油的拟三元相图绘制及燃烧热的测定化学与环境学院 2010级一、实验资料微乳液：微乳液是一种由两种互不相溶的液体在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系。
由于其能形成超低界面张力,且具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质,已引起人们广泛关注。
柴油微乳液：油与水在表面活性剂的作用下以合适的比例混匀将自发产生稳定的微乳燃料，它可以使燃烧更为完全且效率更高，从而节约了能源也同时更加环保。
微乳燃料的节能环保及经济效益吸引着世界各国的科学家，并成为各国竞相开发的热点。
随着近年来对两亲分子有序组合体研究的不断深入,微乳液理论在乳化燃油领域取得了突破性进展，开发透明、稳定、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成为了研究热点。
二、实验原理微乳柴油与燃烧减排机理：乳化燃油与通常的乳状液一样，也分为油包水型(W/o)和水包油型(O/W)，在油包水型乳化燃料油中，水是以分散相均匀地悬浮在油中，被称为分散相或内相，燃料油则包在水珠的外层，被称为连续相或外相。
我们目前所见的大多数乳化燃料油都为油包水型乳化燃料。
乳化燃料燃烧是个复杂的过程，对其节能降污机理较为成熟的解释是乳化燃料中存在的“微爆”现象和水煤气反应，也就是从燃料的物理过程和化学过程来解释。
物理作用—“微爆现象”油包水型分子基团，油是连续相，水是分散相，由于水沸点(100℃)低于燃油沸点(130℃以上)。
在气缸温度急剧升高时，水微粒先沸腾气化，体积在万分之一秒内瞬间增大了1500倍左右，其气化膨胀相当于一次极小的爆炸。
当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时。
水蒸气产生的巨大压力将冲破油膜的束缚，无数小液珠产生的阻力使油滴发生爆炸，油雾化成更细小的油滴。
小油滴与空气接触的比表面积成倍提高，形成二次燃烧的雾化条件，爆炸后的细小油滴更易燃烧，其燃烧表面比纯燃油增加了104倍左右。
因此，减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失，提高了燃烧效率，使内燃机达到节能的效果。
_水_柴油微乳体系拟三元相图绘制与燃烧性能测定_实验教学设计
“水－柴油微乳体系拟三元相图绘制与燃烧性能测定”实验教学设计何广平，孙 峰，林利添，曾荣华（华南师范大学化学与环境学院，广东广州 ５１０００６）摘 要：实验中将三元相图的绘制方法与量热技术相结合，选择备受关注的能源与环境问题，结合水－柴油体系的微乳化原理与拟三元相图的绘制，配制不同性质的乳化柴油，并通过氧弹量热装置测定柴油、乳化柴油以及添加助燃催化剂二茂铁后燃油的燃烧效率与速率，以了解乳化柴油性质、形成原理与柴油乳化的助燃消烟作用，使学生通过实验，加深了解物理化学原理在不同领域的综合应用，关注社会、关注环境。
教学实践结果表明，本实验设计科学合理，可作为物理化学实验课程中综合创新实验开设。
关键词：三元相图；表面活性剂；乳化；氧弹卡计中图分类号：Ｏ６４５；Ｇ６４２．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－４９５６（２０１１）０４－０１２２－０４Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｒａｗｉｎｇ ｐｓｅｕｄｏ－ｔｅｒｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｄｉａｇｒａｍａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎＨｅ Ｇｕａｎｇｐｉｎｇ，Ｓｕｎ Ｆｅｎｇ，Ｌｉｎ Ｌｉｔｉａｎ，Ｚｅｎｇ Ｒｏｎｇｈｕａ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｆｏｕｒ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ－－ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ，ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ，ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ ａｄｄｅｄ ｃｏｍｂｕｓ－ｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ ａｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ ａｄｄｅｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｎｄｅｒ ａｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｒａｗｉｎｇ ｐｓｅｕｄｏ－ｔｅｒｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｄｉａｇｒａｍ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅｍｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｏｘｙｇｅｎ ｂｏｍｂ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｓｍｏｋｅ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｄ ｄｉｅｓｅｌ ｏｉｌ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｃａｎ ｄｅｅｐｌｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｉｅｌｄｓ，ａｎｄ ｐａｙ ｃｌｏｓｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｓｏ－ｃｉｅｔｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｓｅｕｄｏ－ｔｅｒｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｄｉａｇｒａｍ；ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ；ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｏｘｙｇｅｎ ｂｏｍｂ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ收稿日期：２０１０－０６－２３基金项目：华南师范大学２００８年教学改革综合创新实验项目资助（教［２００８］）作者简介：何广平（１９６０—），女，广东广州，理学硕士，副教授，主要从事物理化学领域科研及教学工作．ｈｅｇｐ＠ｓｃｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 实验教学是化学、环境、材料和应用化学等专业教学中非常重要的组成部分，而“物理化学实验”是这些专业化学实验课程的重要分支。
三元系相图绘制
实验三组分相图的绘制一实验目的绘制苯一醋酸一水体系的互溶度相图。
为了绘制相图就需通过实验获得平衡时，各相间的组成及二相的连结线。
即先使体系达到平衡，然后把各相分离，再用化学分析法或物理方法测定达成平衡时各相的成分。
但体系达到平衡的时间，可以相差很大。
对于互溶的液体，一般平衡达到的时间很快；对于溶解度较大，但不生成化合物的水盐体系，也容易达到平衡；对于一些难溶的盐，则需要相当长的时间，如几个昼夜。
由于结晶过程往往要比溶解过程快得多，所以通常把样品置于较高的温度下，使其较多溶解，然后把它移放在温度较低的恒温槽中，令其结晶，加速达到平衡。
另外摇动、搅拌、加大相界面也能加快各相间扩散速度，加速达到平衡。
由于在不同温度时的溶解度不同，所以体系所处的温度应该保持不变。
二实验原理水和苯的互溶度极小，而醋酸却与水和苯互溶，在水和苯组成的二相混合物中加入醋酸，能增大水和苯之间的互溶度，醋酸增多，互溶度增大。
当加入醋酸到达某一定数量时，水和苯能完全互溶。
这时原来二相组成的混合体系由浑变清。
在温度恒定的条件下，使二相体系变成均相所需要的醋酸量，决定于原来混合物中水和苯的比例。
同样，把水加到苯和醋酸组成的均相混合物中时，当水达到一定的数量，原来均相体系要分成水相和苯相的二相混合物，体系由清变浑。
使体系变成二相所加水的量，由苯和醋酸混合物的起始成分决定。
因此利用体系在相变化时的浑浊和清亮现象的出现，可以判断体系中各组分间互溶度的大小。
一般由清变到浑，肉眼较易分辨。
所以本实验采用由均相样品加人第三物质而变成二相的方法，测定二相间的相互溶解度。
当二相共存并且达到平衡时，将二相分离，测得二相的成分，然后用直线连接这二点，即得连结线。
一般用等边三角形的方法表示三元相图（图1）。
等边三角形的三个顶点各代表纯组分；三角形三条边AB、BC、CA分别代表A和B、B和C、C和A所组成的二组分的组成；而三角形内任何一点表示三组分的组成。
例如图1-1中的P点，其组成可表示如下：经P点作平行于三角形三边的直线，并交三边于a、b、c三点。
柴油微乳液研制及影响因素的考察
由于石油资源日趋短缺及其价格上涨和环境 污染日益严重, 发展低排放代用燃料越来越受到 人们重视
[ 1]
1
实
验
。乳化燃料油具有节能和改善环境污
1. 1 实验试剂 非离子型表面活性剂聚氧乙烯失水山梨醇单 油酸酯 ( Tween - 80) 、 失水山梨醇单油酸 酯 ( Span - 80) 为化学纯 ; 乙醇、 正丁醇、 正己醇、 正戊醇、 异 戊醇为分析纯 ; 氢氧化钠, 化学纯 ; 抚顺一厂直馏 柴油 ; 去离子水。 1. 2 实验方法 表面活性剂最佳复配比的选择 : 选择非离子 型表面活性剂 Tween- 80、 Span- 80 进行复配 , 确 定其最 佳复配比。在 25 下, 取 9 个 50 mL 量 筒, 使用电子天平称重, 每个量筒中依次加入柴油 20 g, 不同配比的表面活性剂 2 g, 正丁醇 0. 2 g。 用微量滴定管进行滴定, 边滴水边振荡 , 直到加最 后一滴水液体呈浑浊状态为止, 记录加入最后一 滴水前的加水量为最大掺水量。加水量最大的一 组为最好的乳化剂配比。 助表面活 性 剂与 表面 活性 剂的 比 ( m ( C) m ( T ) ) 对微乳液相图的影响 : 根据上面实验结 果选择表面活性剂复配比为 0. 667, 正丁醇作为
135
积先增大后减小, 在 m ( C)
m ( T ) = 0. 3 时微乳
2. 4
不同浓度的氢氧化钠溶液对微乳液相区面 积的影响 实验中使用的 Span80 和 Tween80 分别为两种
区面积最大。这是由于在加入助表面活性剂后, 助表面活性剂进一步降低了界面张力 ; 增加界面 膜的流动性; 调节表面活性剂的 HLB 值。助表面 活性剂可进入界面膜中的表面活性剂分子间, 降 低界面膜的刚性 , 增加流动性 , 减少微乳液形成所 需的弯曲能, 易形成微乳液。当界面的醇量增大 到一定程度时, 界面流动性太强导致液滴间相互 吸引作用 占 主 导 作 用。 从 而 引 起增 溶 水 量 下 降 。而且随助表面活性剂加入量继续增加, HLB 出现明显变化 , 从而减少了微乳液相区的面 积。 2. 3 不同助表面活性剂对微乳液相图的影响 根据 Bansal 提出的理论
最新微乳柴油拟三元相图的绘制及燃烧热的测定
微乳柴油拟三元相图的绘制及燃烧热的测定微乳柴油的拟三元相图绘制及燃烧热的测定化学与环境学院 2010级一、实验资料微乳液：微乳液是一种由两种互不相溶的液体在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系。
由于其能形成超低界面张力,且具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质,已引起人们广泛关注。
柴油微乳液：油与水在表面活性剂的作用下以合适的比例混匀将自发产生稳定的微乳燃料，它可以使燃烧更为完全且效率更高，从而节约了能源也同时更加环保。
微乳燃料的节能环保及经济效益吸引着世界各国的科学家，并成为各国竞相开发的热点。
随着近年来对两亲分子有序组合体研究的不断深入,微乳液理论在乳化燃油领域取得了突破性进展，开发透明、稳定、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成为了研究热点。
二、实验原理微乳柴油与燃烧减排机理：乳化燃油与通常的乳状液一样，也分为油包水型(W/o)和水包油型(O/W)，在油包水型乳化燃料油中，水是以分散相均匀地悬浮在油中，被称为分散相或内相，燃料油则包在水珠的外层，被称为连续相或外相。
我们目前所见的大多数乳化燃料油都为油包水型乳化燃料。
乳化燃料燃烧是个复杂的过程，对其节能降污机理较为成熟的解释是乳化燃料中存在的“微爆”现象和水煤气反应，也就是从燃料的物理过程和化学过程来解释。
物理作用—“微爆现象”油包水型分子基团，油是连续相，水是分散相，由于水沸点(100℃)低于燃油沸点(130℃以上)。
在气缸温度急剧升高时，水微粒先沸腾气化，体积在万分之一秒内瞬间增大了1500倍左右，其气化膨胀相当于一次极小的爆炸。
当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时。
水蒸气产生的巨大压力将冲破油膜的束缚，无数小液珠产生的阻力使油滴发生爆炸，油雾化成更细小的油滴。
小油滴与空气接触的比表面积成倍提高，形成二次燃烧的雾化条件，爆炸后的细小油滴更易燃烧，其燃烧表面比纯燃油增加了104倍左右。
因此，减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失，提高了燃烧效率，使内燃机达到节能的效果。
柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定 华师分析
柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定学生姓名：xxxxx 学号：xxxxx专业：化学师范年级班级：xxxxx课程名称：应用物理化学实验合作者：xxxxx实验指导老师：何广平实验时间：xxxxxx【实验目的】①本实验学习柴油微乳体系拟三元相图的绘制与研究方法，并根据相图，选择合适的柴油微乳液。
②通过氧弹卡计进行燃烧性能测定，比较柴油、微乳柴油燃烧时其燃烧效率的不同，对微乳柴油的经济与环保价值进行评价。
【实验原理】一、实验背景Schulman在1959年首次报道微乳液以来，微乳液的理论和应用研究获得了迅速发展。
1985年，Shah定义微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系。
由于微乳液能形成超低界面张力，具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质，已引起人们广泛关注。
燃油掺水是一个既古老又新兴的课题。
早在一百多年前就有人使用掺水燃油。
由于油、水在表面活性剂作用下形成的W/O或O/W乳液在加热燃烧时水蒸气受热膨胀后能够产生微爆，使得燃油二次雾化燃烧更加充分，提高了燃烧效率，大大降低了废气中的有害气体的含量。
但是由于一般的乳状液稳定时间短，易分层，使得这一技术的应用受到了很大的限制。
微乳燃料的制备比较简单，只需要把油、水、表面活性剂、助表面活性剂按合适的比例混合在一起就可以自发形成稳定的微乳燃料。
微乳燃油可长期稳定,不分层,且制备简单, 并能使燃烧更完全，燃烧效率更高,其节油率可达5 %～15 % ,排气温度下降20 %～60 % ,烟度下降40 %～77 % ,NO x 和 CO 的排放量降低25 %,在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果,已成为世界各国竞相开发的热点。
随着近年来对两亲分子有序组合体研究的不断深入,微乳液理论在乳化燃油领域取得了突破性进展，开发透明、稳定、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成为了研究热点。
近年来，随着我国农业和交通运输也的飞速发展，对石油的需求量增大，而石油资源有限，于是出现了石油供应不足、价格上涨的趋势。
基于微量添加剂的微乳化防火柴油制备与评价
基于微量添加剂的微乳化防火柴油制备与评价本文基于实验室自主研发的功能复配乳化剂,采用磁力搅拌乳化工艺、高速剪切乳化工艺、超声波乳化工艺、静电喷雾乳化工艺分别制备微乳化柴油,并对各工艺的最佳工艺条件进行研究。
以四种工艺制备的基于微量添加剂的微乳化柴油为样品,测试其理化性能、雾化性能、实验室燃爆性能和无约束条件下的燃爆性能,并与-10号军柴进行对比研究,考察其防火防爆性能。
实验主要结论如下：1.采用转速为2400 rpm,搅拌时间为10 min的磁力搅拌乳化工艺制备5%水含量的微乳化柴油,至少需要7%的功能复配乳化剂,产品常温下能够保持澄清透明；功能复配乳化剂含量为10%的产品具有较好的热稳定性能。
2.采用转速为10000 rpm,剪切时间为10 min的高速剪切乳化工艺制备5%水含量的微乳化柴油,至少需要6%的功能复配乳化剂,产品常温下能够保持澄清透明；功能复配乳化剂含量为10%的产品具有较好的热稳定性能。
3.采用输入电压为80 V,超声时间为4 min的超声波乳化工艺制备5%水含量的微乳化柴油,至少需要6%的功能复配乳化剂,产品常温下能够保持澄清透明；功能复配乳化剂含量为9%的产品具有较好的热稳定性能。
4.采用外加电压为13kV,喷雾流速为0.1 ml/min的静电喷雾乳化工艺制备5%水含量的微乳化柴油,至少需要5%的功能复配乳化剂,产品常温下能够保持澄清透明；功能复配乳化剂含量为8%的产品具有较好的热稳定性能。
5.四种工艺制备的微乳化柴油在相同喷雾条件下的雾化性能和爆炸性能相似,并且由于黏度增大,其雾化性能和爆炸性能相对于-10号军柴均在一定程度上有所下降；实验室条件下四种微乳化柴油的燃烧性能相似,均具有减少持续燃烧时间,降低火焰温度,抑制火焰增长的效果。
无约束条件下,四种微乳化柴油的燃爆参数相对于-10号军柴均存在一定程度上的下降。
6.四种工艺制备的微乳化柴油的防火防爆性能在一定程度上优于-10号军柴。
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背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
参考方案：
（1）复合乳化试剂配方与配制方法 （参考配方） 油酸36.5克 CTAB 0.5克 氨水5克 正丁醇13.2克室温下，将 油酸36.5克放入50ml的烧杯中,加入0.5克CTAB,5克氨水,13.2克正 丁醇,在磁力搅拌器上不断搅拌至溶解,此时所得复合乳化剂清晰、 透亮,放臵备用。
（3）微乳体系的类型
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
2.乳化及徽乳化柴油的性质 （1）乳化柴油的组成与稳定性 （2）微乳化柴油的组成与稳定质 （3）微乳柴油体系中各组分作用.
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
3.乳化柴油及微乳化柴油的节能降污原理
中级物 理化学 实验
“拟三元相图”研究方 法
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
“拟三元相图”研究方 法
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
微乳结构鉴别的简单方法
电导法 — 利用乳状液的导电性进行微乳结构（W/O或O/W） 的鉴别. 染色法 — 利用往乳状液中加入数滴水溶性染料后,乳液 的染色情况进行微乳结构（W/O或O/W）鉴别。
摘自:《节能技术》Vol . 21 ,Sum.No. 122 Nov .2003 ,No. 6(1.大连轻工业学 中级物 院化学工程系应用化学教研室,辽宁大连116034 ;21.清华大学核能技术设计研 理化学 究院计算机与控制研究室,北京100084) 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
（2）柴油- 水- 复合乳化剂微乳柴油的制备与拟三元相图 绘制 （3）微乳液性质及粒径大小的测定 (4）柴油乳化燃料燃烧性能测定
中级物 (5)对乳化柴油的经济价值、社会与环境价值进行初步评价。理化学 实验
文献阅读中需了解的问题：
（1）柴油的主要成分是什么？其燃烧后可能形 成的产物有那些？ （2）乳化柴油与微乳柴油的区别？制备方法上 有什么不同？ （3）乳化柴油为什么不稳定？其对柴油发动机 产生的损害是什么？ （4）根据你的所学知识与资料查阅，能否设计 出尾气成分的测定方法？
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
微乳柴油研究意义与目的？
能源——2004全年我国进口原油12，272吨， 2005年，中国的石油日需求量比去年增11%; 2006 年，石油消费量增长了6.7%。我国进口原油的30% 用于汽车消耗，2010年仍将短缺能源8%，石油进口 依存度，预计2010年将上升为23%。现在我国年耗 汽油和柴油总量约为1.15亿吨，进口原油及成品油 已成为国家财政的沉重负担。
1.“微爆效应”
2. 化学效应 3. 渗混效应 4. NOx的抑制效
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
4.柴油乳化体系基本研究方法
对微乳柴油的研究通常包括为微乳燃油配方选择合适的表 面活性剂和助表面活性剂，并考察各组分对可增溶水量的影响， 确定最佳的微乳燃油配方比例。然后针对微乳柴油体系，通过 相图、电导、NMR、FT-IR、分子光谱、荧光光谱、黏度法、电
中级物 理化学 实验
文献阅读中需了解的问题：
（4）为什么要进行柴油微乳液的研究？形成微 乳柴油的通常条件是什么？其中各组分的作用是 什么？你还能列举出那些微乳的应用体系？ （5）什么是相图？什么是拟三元相图？通过拟 三元相图的绘制与分析，你可以得到那些信息？ （6）确定微乳液基本性质的简单方法（W/0型 乳液或 0/W型乳液）有那些？其原理是什么？ 中级物
中级物 理化学 实验
背景
研究现状.
理论依据
实验内容概述
实验要求
微乳柴油研究意义与目的？
经济价值-在相同工况条件下,单位时间内微乳柴油比0 # 纯柴油消耗的油量少,节油率分别是:工况25 %节油 6.42 %;工况50 %节油10.39 %;工况75 %节油11.40 %; 且随着功率的加大节油率增加。 因为微乳燃油中的分散相水是以纳米级微滴存在的, 这种分散形式增加了水与柴油的界面面积,降低了柴油 的聚集度,使柴油成为化学活性较强的小聚集体,在燃 烧过程中与氧的接触更充分,燃烧更完全;而柴油机功 率的增加有利于燃烧,因此节能效果更为明显。
实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
什么是微乳柴油？
微乳体系：微乳液是由水，油，表面活性剂与助表面活性剂在 适当比例自发形成的一种透明或半透明的、低粘度的，各向同 性且热力学稳定的油水混合体系，由于微乳液能形成超低界面 张力,具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质,已引 起人们广泛关注。 微乳柴油：按柴油、水、表面活性剂、助表面活性剂按合适的 比例混合在一起可自发形成稳定的微乳燃料。 其它微乳燃料: “柴油、甲醇、表面活性剂、助表面活性剂”微乳燃料 “ 柴油、乙醇、表面活性剂、助表面活性剂”微乳燃料 “汽油、水、表面活性剂、助表面活性剂”微乳燃料等 中级物
子显微镜等方式研究微乳液的结构。并进行燃烧性能与尾气排
放量测定。
中级物 理化学 实验
实验要求
“拟三元相图”研究方
法
通常对四组分或四组分以上体系，采用变量合 并法，比如固定某两个组分的配比，使实际独立变 量不超过三个，从而仍可用三角相图来表示，这样 的相图称为拟三元相图。
摘自南京工业大学硕士学位论文 “超声及表面活性剂对柴油微乳化的影响”2005年佘锦锦
实验
拓展:乳化柴油的燃烧实验
1. 分别量取纯柴油及微乳化柴油
20mL于干净酒精灯中，灯上罩 一倒扣的漏斗，漏斗内衬铝箔 ，用以收集燃烧所放出的烟灰 并观察火焰如图1。燃烧30分钟 观察微乳化柴油燃烧的火焰并 收集烟灰。图1燃烧实验装臵图 2.考察微乳柴油的两个指标:燃烧速率和烟灰释放率。 燃烧速率 = 燃烧的燃料总量(g)/燃烧时间(30min) 烟灰释放率 = 收集的烟灰质量g()/燃烧的燃料质量(g)。 根据上述方法，测定了纯柴油和各种微乳化柴油燃烧速率和烟 中级物 理化学 灰释放率，并进行了比较。
实验
柴油和微乳柴油燃烧的实验结果(范例):
燃料燃烧30min，纯柴油与微乳柴油的燃烧速 率相差不大，但是微乳柴油的烟灰释放率明显降低 80%以上,多次的实验结果均表明微乳柴油的 烟灰 释放量大大降低.并随微乳柴油中水含量的增大， 烟灰释放率降低，说明微乳柴油含水量的不同可以 导致燃烧性能的改变。水含量在一定范围内的增加 使得“微爆”作用加强，柴油燃烧更加充分，使得 烟灰释放率有所降低。
中级物理化学实验讲座
柴油微乳液拟三元相图 的绘制及燃烧性能测定
物理化学研究室
中级物 理化学 实验
背景
研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
实验背景
中级物 理化学 实验
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研究现状
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实验内容概述
实验要求
为什么在《中级物理化学实验》课程中开设《柴油微 乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能研究》这一实验？
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研究现状
理论依据
实验内容概述
实验要求
柴油乳化技术早在100多年前就有人提出，50年代末由 于环境污染日益严石油资源危机等原因受到重视，70年代末 进入实用性发展阶段，目前工达国家柴油掺水技术已达到广 泛应用并有多项专利发表降‘0]，实现了工业化。
例如，由法国埃尔夫石油公司生产的注册商标为“Auqazole” 的乳化油在法国六个城市及德国首都柏林的500辆城市巴士上 使用，经过三年运行测试证明可降低30%氮氧化物，80%的烟 尘排放，成为真正意义的绿色燃料。日本、美国、德国等国 的柴油乳化剂都早已作为商品销售于市场，现己开发第三代 或第四代产品。日本专营乳化油的萨米特公司推出的H一10， 6H一107乳化剂产品，远销往东南亚各国。我国柴油掺水乳化 技八十年代初才有突破性进展，最近几年发展比较迅速，并 有初步应用和乳化柴油专利申请。 中级物
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研究现状.
理论依据
实验内容概述
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微乳柴油研究意义与目的？
环境 — 世界环境状况日益恶化，全球变暖，臭 氧层空洞，酸雨等环境问题逐渐为类所重视。柴油 机尾气中的颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物的含量 很高，对境造成了严重危害。世界各国都先后制定 了限制汽车废气排放的限量值。
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实验要求
本实验内容概述
本实验学习柴油微乳体系拟三元相图的绘制与研 究方法，并根据相图，选择合适的柴油微乳液，通过 氧弹卡计进行燃烧性能测定，比较柴油、微乳柴油燃 烧时其燃烧效率与尾气排放量的不同，对微乳柴油的 经济与环保价值进行评价。
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微乳柴油与乳化柴油的区别？
与乳化柴油相比，微乳燃油可长期稳定,不分 层,且制备简单, 并能使燃烧更完全,燃烧效率高, 节油率达5 %～15 % ,排气温度下降20 %～60 % , 烟度下降40 %～77 % ,NOx 和CO 排放量降低25 %, 在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果,已 成为世界各国竞相开发的热点。
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文献阅读中需了解的问题：
（7）为什么将柴油微乳化可提高柴油的燃烧效率， 减少尾气排放？其可能的机理有那些？ （8）氧弹量热技术的基本测量原理是什么？如何通 过氧弹量热计测定微乳柴油的燃烧值？燃油的 完全燃烧与不完全燃烧有什么区别？