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学术会议
含氧燃料对甲醇在柴油中掺混的影响:分子结构和分子间作用力分析
高子翔 吴石亮* 罗俊仪 张会岩 肖睿

分会场

甲醇燃料

摘要

在柴油中加入含氧燃料或含氧添加剂可以降低其燃烧过程的污染物排放,同时这些含氧物质还可被用作助溶剂制备甲醇/柴油乳液,但是目前其对甲醇在柴油中的促混效果,尤其是分子结构(烷基和官能团类型及数量)的影响研究较少。本研究对醇类(1-丁醇、1-己醇和1-辛醇)、醚类(聚甲氧基二甲醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单丁醚、二丙二醇二甲醚和正丁醚)、酯类(甲酸丁酯、丁酸甲酯和生物柴油)对甲醇在柴油中的促混效果进行了探究,并利用溶度参数对其分子间作用力进行了分析。结果表明,拥有丁基作为亲油端的含氧燃料比仅仅只有甲基的含氧燃料更好的促进甲醇在柴油中的混溶。含氧燃料分子的碳链越长或数量越多导致其色散力溶度参数在总溶度参数中占比越大,从而对甲醇/柴油的促混效果越好,但是生物柴油和正丁醚分别由于碳链太长(16 C)和两个丁基导致其色散力溶度参数在总溶度参数中占比超过三分之二,从而使其更倾向于和柴油分子结合。此外,不同的含氧官能团由于拥有不同的氢供体数和氢受体数,导致其拥有不同的亲水能力。因此,选择拥有合适类型和数量官能团、或者合适长度和数量烷基的含氧燃料来实现不同分子力之间的平衡,从而制得混溶的甲醇/柴油混合物。

关键词

甲醇;柴油;溶度参数;分子结构;分子间作用力

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