物化实验报告-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；姓名崔倩雯学号20102401027柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定实验目的: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的不同，对微乳柴油的经济与环保价值进行评价。实验原理:水-柴油微乳液的配制与研究方法: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

2、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。(1)拟三元相图的研究方法研究平衡共存的相数、组成和相区边界最方便、最有效的工具就是相图。在等温等压下三组分体系的相行为可以采用平面三角形来表示，称为三元相图。对四组分体系，需要采用立体正四面体。而四组分以上的体系就无法全面的表示。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

3、的相图称为拟三元相图。对柴油微乳液的研究可采用拟三元相图的方法研究,相图绘制简单，根据相图可以初步推测体系的结构状态,能够比较直观地反映微乳体系相的变化,当体系有液晶相、凝胶相出现时,也能对微乳液及其相边界进行直观表示。在表面活性剂和助剂含量一定情况下，将水往油中滴加，水量很少时为油包水型的球形微乳液，继续滴加水，水与油的比例将会变动，体系发生这样的变化:对称性水的球体一不对称性柱体一层状结构一水为外相的各种结构，最终为对称性油的球体，这是体系内部引力变动而引起各种结构迭变的结果，而研究此方面最方便有效

4、的工具就是相图，因此，表面活性剂相图的研究一直受到人们的关注。也可以在水量一定的情况下，将复合表面活性剂往油中滴加，通过观察体系相的状态的变化以及体系中物质的重量比，通过拟三元相图的绘制，研究体系中物质的相溶性以及形成微乳液的条件。本实验采用此种方法进行乳化柴油的绘制。（2）电导法电导行为是微乳液的重要性质之一。关于微乳液的电导研究,基本上围绕微乳液体系的导电行为和根据电导测量研究微乳液体系的相行为。尽管电导测量不能直接反映各种条件对微乳液粒子的大小的影响,但微乳液的电导率在某种程度上反映了微乳液的结构

5、，例如W/O或O/W结构，因此，通常可通过对微乳体系电导率的测定判别微乳体系的结构。（3）量热法与氧弹量热装置及结果表示方法量热法是热化学研究的基本实验方法，氧弹量热计的基本原理为能量守恒定律。样品完全燃烧放出的热量促使卡计及周围的介质（本实验用水）温度升高，测量介质燃烧前后体系温度的变化值，可求算该样品的恒容燃烧热。柴油为石油分馏产品,其中各烃分子所含碳原子数不同,通常以测定柴油燃烧过程中Qv的变化来衡量柴油燃烧效率的大小。在氧弹量热计与环境没有热交换情况下，其关系式为：m样QV=W（卡计+水）•ΔT

6、–m（点火丝）•Q（点火丝）（1）m样为柴油的质量（克）；Qv为柴油的恒容燃烧热（焦/克）；W（卡计+水）为氧弹卡计和周围介质的热当量（焦/度），其表示卡计和水温度每升高一度所需要吸收的热量，W（卡计+水）一般通过经恒重的标准物如苯甲酸标定.苯甲酸的恒容燃烧热为26459.6焦/克。△T为柴油燃烧前后温度的变化值。m（点火丝）为点火丝的质量，Q（点火丝）为点火丝（铁丝）的恒容燃烧热，其值为6694.4焦/克。在实验过程中无法完全避免“热漏”现象的存在，因此，实验中必须经过雷诺作图法或计算法校正柴油燃烧前

7、后温度的变化值。通过（1）式，计算柴油燃烧的恒容热效应Qv（焦/克）。为了避免平行测定中称量的差异对实验的影响，可通过△T/m（K/g）（单位质量柴油燃烧引起温度的变化值）或Qv/g（J/g）（单位质量柴油燃烧放出的热量），研究柴油和微乳柴油燃烧效率的不同；通过△T/△t（K/s）（即单位时间柴油燃烧时燃烧温度随时间的变化率）研究柴油和微乳柴油燃烧速率的不同。实验试剂与仪器:实验试剂：柴油0#、油酸（化学纯）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）（化学纯）、氨水、正丁醇实验仪器：燃烧热测定装置一套、充氧装置

8、一套、万用电表、5安保险丝、1000ml烧杯磁力搅拌器、搅拌子（中）、电导率仪氧气电子分析天平（每组一台）；烧杯（50ml）、250ml、镊子、滤纸、PH试纸、玻棒、洗耳球等、胶头滴管实验步骤：1.水-柴油体系配制及拟三元相图绘制（第一阶段内容）（1）复合乳化剂配比:油酸66.15%十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)0.91%氨水9.1%，正丁醇23.8%（2）复合乳化剂配制：室温下，将油酸36.5克放入100ml的烧杯中,首先加入5克氨水，