二茂铁对柴油的助燃消烟作用与尾气成份测定(精)
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二茂铁对柴油的助燃和消烟作用计算机模拟实验姓名:陈树华学号:20082401068 课件密码:815811 前言:柴油燃烧的危害及氮氧化物NOx PM形成机理柴油发动机产生的废气中含有大量炭黑和有害气体,炭黑含量决定了废气的烟度。
炭黑会使柴油发动机喷油器堵塞,从而使燃烧恶化,不仅增加燃料消耗,而且加剧空气污染。
柴油机燃烧过程中生成有氮氧化物NOx未燃碳氢化合物HG一氧化物CO 和碳烟微粒PM(颗粒)等有害物, 对人体非常有害。
随着环境保护的日益重视, 人们越来越关注柴油机的排气污染问题。
NOx 的形成机理[1] N2 在空气中约占79% , 它是随空气一起进入柴油机气缸的,是一种比较稳定的气体,一般不与Q进行化学反应。
它只有在温度达到 2 300 K以上并且在富氧区中时,才与O产生反应。
O2 ?2OO+ N2 ?NO + N N+ O2?NO+ O 当温度低于900 K 时2NO+ O 2 ?2NO2当温度低于410 K 时NO 2+ N O2? N2O4PM 的形成机理柴油机废气中的颗粒主要是不完全燃烧生成的碳烟, 包括某些碳氧化合物、SQ、燃油及机油中的灰分以及添加剂等形成的颗粒。
碳烟是燃料在1 500 K 以上、过量空气系数<0. 6 的高温缺氧区里经过脱氢反应生成的。
燃料射流中液核过浓的预混合区是生成碳烟的主要地方。
消除碳烟的关键是控制预混合燃烧阶段的空燃比,使过量空气系数在0. 6~ 0. 8 范围内, 使之不生成碳烟, 而不能指望在燃烧中后期的碳烟再氧化, 因为再氧化需要高温, 在富氧条件下必将伴随NOx 的增加。
目前提高柴油发动机燃烧效率,减少废气中炭黑的方法有两种,一种是物理化学方法,即加入少量助燃剂;另一种是机械方法,即改进柴油发动机燃烧室的结构,物理化学方法的实质是对柴油进行变性处理,提高雾化程度,增加热扩散,从而对柴油的燃烧起催化作用,使柴油对废气起洗涤作用,以减少排放,使发动机工作稳定,从而使柴油完全燃烧。
二茂铁对柴油的助燃消烟作用与尾气成份测定一、前言1、实验目的①了解二茂铁的应用,特别是作为一种优良的燃料助燃催化剂,其重要的经济价值与环保价值;②掌握利用氧弹卡计测量油品燃烧所产生的热量的操作技术;③学会评价二茂铁对柴油的助燃和消烟作用。
2、文献综述目前国内外的许多研究人员都展开了对含氧添加剂的研究。
其作用机理主要是氧元素在燃烧过程中起到了助燃的作用,尤其是在燃油浓度较高的地方,提高了燃油不氧接触的几率,使燃油能够比较安全地燃烧。
碳烟(固体颗粒),是柴油在高温,缺氧条件下裂解的产物,是柴油机在高压燃烧中不可避克的结果,它限制了柴油机的最大功率,严重影响了燃油的经济型,并加剧了大气污染,因而现在逐渐引起关注。
人员已经采取了多种手段来减少碳烟排放,例如:采用废气再循环(EGR)技术、装用催化装换器或颗粒扑集器等。
这些已经取得了不错的效果,但是随着更严格的排放法规的建立,有必要采取更有效的措施进一步减低碳烟的排放。
使用消烟剂是一种简捷、有效的办法,因为它是在燃油还在燃烧室内的燃烧时,就控制了碳烟的形成,或者使它在燃烧室内充分燃烧减少了随废气排出的碳烟排放量。
二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。
常温下为橙黄色粉末,有樟脑气味。
熔点172~174℃,沸点 249℃,100℃以上能升华;不溶于水,易溶于乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。
具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性,其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。
研究表明,将二茂铁及其衍生物添加到固体、液体或气体燃料中,都能发挥其助燃、消烟和抗爆等作用,尤其是对燃烧时产生大量烟尘的烃类,效果更为显著。
此外,将二茂铁添加到动力机械燃料中,可使燃烧室的积炭减少,以减少烟尘对大气的污染。
二茂铁的助燃主要是利用二茂铁在发动机燃烧室中燃烧时生成比表面很大的 Fe2O3微粒,提高燃烧速度,改善了烃类在燃烧室内停留过程中发生热裂解或脱氢反应的进行过程,使燃料充分燃烧。
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称综合化学实验实验项目二茂铁及衍生物对柴油的助燃和消烟作用实验指导老师实验时间2013 年月日课件密码:【前言】1 实验目的①了解二茂铁以及衍生物的应用,特别是作为一种优良的燃料助燃催化剂,其重要的经济价值与环保价值;②学习和掌握甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2气体的浓度以及盐酸萘乙二胺分光光度法测定NO2气体浓度的分析方法以及气相色谱测定方法,并应用于汽油燃烧后尾气成份的测定;③掌握利用氧弹卡计测量油品燃烧所产生的热量的操作技术,应用CACE系统评价油品的燃烧效率。
2 实验意义本实验用自制的二茂铁作为添加剂,利用氧弹量热计测定燃油在是否有添加剂存在下的燃烧热,了解和比较添加二茂铁对柴油燃烧效率和速率的影响以及二茂铁的节能助燃效应。
同时,学习和掌握甲醛法和盐酸萘乙二胺分光光度法分别测定SO2和NO2气体的浓度,并应用于柴油燃烧后尾气成分的测定。
3 文献综述3.1 燃油助燃剂的作用柴油发动机产生的废气中含有大量炭黑和有害气体,炭黑含量决定了废气的烟度。
炭黑会使柴油发动机喷油器堵塞,从而使燃烧恶化,不仅增加燃料消耗,而且加剧空气污染。
而柴油机的燃油经济性、排烟、有害物质排放都是不燃油在燃烧室内的燃烧情冴密切相关的。
柴油的扩散燃烧是造成燃烧不完全的主要原因。
燃油能否在汽缸内迅速雾化蒸发,能否尽快有空气混合均匀,能否迅速着火,是燃油能否完全燃烧的先决条件。
因此,是否具备上述条件之一就成为判断某种添加剂性能的依据。
而助燃剂的作用原理便是能加速上述过程,是燃油接近或达到完全燃烧,助燃剂最明显的作用就是能使柴油迅速的、完全的燃烧,从而降低油耗,减少燃烧室内的积炭和顶部活塞的结焦。
据研究,从燃油燃烧化学机理的化学动力学过程来说,就燃烧过程的地位而言,以自然过程显得更为重要。
这是燃烧促进剂的研究的一个方向。
碳氢化合物RH和氧通过引发反应产生R和H2O,在经过直链反应产生于另一种很活泼的自由基ROO·后,存在三种可能的反应历程,产生三种退化分子产物。
二茂铁对柴油燃烧的助燃作用研究与尾气成份测定姓名: 林增辉指导老师: 何广平学号: 20042401060密码:437598 日期:07-05-8合作者: 唐静仪刘燕英罗俊雄羊鸣麦卫灿一、前言1.实验目的与意义(1)了解和比较不同汽油添加剂对柴油燃烧效率与速率的影响以及添加剂的节能助燃效应。
(2)学习和掌握甲醛缓冲溶液吸收——盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2气体的浓度以及盐酸萘乙二胺分光光度法测定NO2气体浓度的分析方法以及气相色谱测定方法,并应用于汽油燃烧后尾气成份的测定。
(3)通过物理化学实验基本技术——量热技术的使用与气体无机污染物的多种分析方法(包括分光光度法和气相色谱法)的学习与应用使学生综合了解汽油添加剂在燃油助燃、消烟节能以及减少汽油尾气排放减少大气污染中所起的作用。
关注社会、关注环境。
2.文献综述与总结自20世纪50年代以来,西方发达国家先后实现汽车家用化和普及化,极大推动了汽车工业的实现汽车家用化和普及化,极大推动了汽车工业的迅猛发展。
二十世纪中后期,发展国家,例如我国的车辆数量(特别在大城市和经济发达地区)也在迅速增多,车辆尾气造成的空气污染已日趋严重。
然而伴随各国汽车数量的剧增,汽车排放污染成为日益严重的全球性问题。
而燃油品质和排放污染成为日益严重的全球性问题。
而燃油品质和物化性能,是决定发动机燃烧排放特性的主要因素。
改善燃油燃烧质量,减少排放已成为当前世界各石改善燃油燃烧质量,减少排放已成为当前世界各石油巨头的研究重点。
近十多年来,在政府的协调下,发达国家的汽车工业巨头和石油公司相继联合开展了汽车燃料、空气品质改善的研究AQIRD。
实验了汽车燃料、空气品质改善的研究AQIRD。
实验和实践表明,燃油添加剂作为介于汽车和燃油之间的产品,对提高燃油品质,改善燃烧特性有着显著效果,已经成为燃油领域的一个亮点。
据文献报道,二茂铁可以用作节能消烟助燃添加剂,可用于各种燃料,如柴油、汽油、重油、煤炭等。
二茂铁对柴油的助燃消烟作用与尾气成份测定一.氧弹量热计的使用与Q V 的测量利用氧弹量热计测定样品的恒容燃烧热Q V ,以Q V 、△T/W 、△T/△t 作为柴油燃烧效率与燃烧速率的评价指标。
量热计水当量值 (水:3000ml):W (卡计+水)= 14541.35(J/k); Q 铁丝=6694.4J/g二. 不完全燃烧条件下二茂铁对柴油燃烧燃值和燃烧速率的影响充氧压力:0.9MPa 。
1. 称取柴油1.0克,测量柴油燃烧前后温度随时间变化曲线,经雷诺作图法求取△T;2.称取柴油1.0克,加入二茂铁(自合成样品或标准试剂样品),使柴油中二茂铁含量 1.0%;,测量柴油燃烧前后温度随时间变化曲线,经雷诺作图法求取△T;2. 通过△T ,分别计算柴油和添加了二茂铁柴油的恒容燃烧值Q V 、Q V /g 或△T/g;并仔细观察坩埚灰渣情况和排出气体气味,称量灰渣重量.3.通过燃烧反应曲线,燃烧时温度上升的速率和△T ,求取△T/△t.g 比较不同配比的柴油其燃烧速率的差异.4.分别测定柴油和添加了二茂铁柴油燃烧后尾气排放中二氧化硫和二氧化氮的含量.以微克(SO 2;NO 2)/g (柴油)表示测定结果。
(二氧化硫和二氧化氮需分别收集和测定)三.二氧化硫气体的测定实验步骤1.二氧化硫标准曲线的绘制(1) 取12支10 ml 具塞比色管,分A 、B 两组,分别对应编号,A 组按下表配制标准系列 • (二氧化硫标准系列(标准液浓度1.00微克/ml) 管号 0 1 2 3 4 5 二氧化硫标准液(ml) 0 0.50 1.00 2.00 5.00 8.00 二氧化硫吸收液(甲醛吸收液) 10.00 9.50 9.00 8.00 5.00 2.00 二氧化硫含量(微克) 0 0.50 1.00 2.00 5.00 8.00 二氧化硫含量(微克/毫升) 0 1 0.05 0.10 0.20 0.50 0.80(2) B 管组各管中分别加入0.05% PRA (盐酸副玫瑰苯胺,显色剂))使用液1ml,(3) A管组分别加入0.06%胺磺酸钠溶液0.5ml(用于屏蔽溶液中氮氧化物对测定的干扰),1.5mol/L氢氧化钠0.5ml,混匀.(4) 迅速分别将A组管中溶液全部倒入对应编号并已装有PRA使用液的B管中.立即具塞摇匀后显色,5分钟后,以水为参比溶液,在577nm处测定样品中二氧化硫含量.(5) 将扣除空白试样的吸光度与二氧化硫含量作图,可得二氧化硫标准曲线.2.样品测定将4.00ml二氧化硫吸收液(甲醛吸收液)放入吸收瓶中,用于吸收氧弹中的燃烧尾气.然后将吸收瓶中的样品全部移入10ml比色管中,用少量二氧化硫吸收液(甲醛吸收液)洗涤吸收管,倒入比色管中,并用吸收液稀释至5.0ml标线.加入0.060%胺磺酸钠0.5ml,摇匀.放置10分钟,以除去氮氧化物干扰,加入1.50ml/mol氢氧化钠0.5ml,混匀.再将此管中溶液倒入已装入PRA使用液1ml 的比色管中,具塞摇匀,室温下显色5分钟,在577nm处测定所测样品消光值。
茂铁对柴油的助燃消烟作用及尾气成分测定 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-姓名:实验题目:二茂铁及其衍生物对柴油的助燃和消烟作用学号:预习凭证码:19779组别:第三组实验时间:2012年4月18日1 前言实验目的①了解二茂铁以及衍生物的应用,特别是作为一种优良的燃料助燃催化剂,其重要的经济价值不环保价值;②掌握利用氧弹卡计测量油品燃烧所产生的热量的操作技术,应用CACE系统评价油品的燃烧效率。
实验意义本实验用自制的二茂铁作为添加剂,利用氧弹量热计测定燃油在是否有添加剂存在下的燃烧热,了解和比较添加二茂铁对柴油燃烧效率和速率的影响以及二茂铁的节能助燃效应。
同时,学习和掌握甲醛法和盐酸萘乙二胺分光光度法分别测定SO2和NO2气体的浓度,并应用于柴油燃烧后尾气成分的测定。
文献综述与总结柴油助燃剂的作用柴油发动机产生的废气中含有大量炭黑和有害气体,炭黑含量决定了废气的烟度。
炭黑会使柴油发动机喷油器堵塞,从而使燃烧恶化,不仅增加燃料消耗,而且加剧空气污染。
而柴油机的燃油经济性、排烟、有害物质排放都是不燃油在燃烧室内的燃烧情况密切相关的。
柴油的扩散燃烧是造成燃烧不完全的主要原因。
燃油能否在汽缸内迅速雾化蒸发,能否尽快有空气混合均匀,能否迅速着火,是燃油能否完全燃烧的先决条件。
因此,是否具备上述条件之一就成为判断某种添加剂性能的依据。
而助燃剂的作用原理便是能加速上述过程,是燃油接近或达到完全燃烧,助燃剂最明显的作用就是能使柴油迅速的、完全的燃烧,从而降低油耗,减少燃烧室内的积炭和顶部活塞的结焦。
据研究,从燃油燃烧化学机理的化学动力学过程来说,就燃烧过程的地位而言,以自然过程显得更为重要。
这是燃烧促进剂的研究的一个方向。
碳氢化,在经过直链反应产生于另一种很活泼合物RH和氧通过引发反应产生R和HO2的自由基ROO·后,存在三种可能的反应历程,产生三种退化分子产物。
华南师范大学实验报告姓名:课件密码:27137组别: 学号:实验题目:二茂铁及衍生物对柴油的助燃和消烟作用【前言】1、实验目的①本实验选择不同的燃油添加剂;利用氧弹量热计测定燃油在不同添加剂存在下的燃烧热,了解和比较不同汽油添加剂对柴油燃烧效率与速率的影响以及添加剂的节能助燃效应。
②学习和掌握甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2气体的浓度以及盐酸萘乙二胺分光光度法测定NO2气体浓度的分析方法以及气相色谱测定方法,并应用于汽油燃烧后尾气成份的测定。
③通过物理化学实验基本技术---量热技术的使用与气体无机污染物的多种分析方法(包括分光光度法和气相色谱法)的学习与应用使学生综合了解汽油添加剂在燃油助燃、消烟节能以及减少汽油尾气排放减少大气污染中所起的作用。
关注社会、关注环境。
2、实验意义本实验用自制的二茂铁作为添加剂,利用氧弹量热计测定燃油在是否有添加剂存在下的燃烧热,了解和比较添加二茂铁对柴油燃烧效率和速率的影响以及二茂铁的节能助燃效应。
同时,学习和掌握甲醛法和盐酸萘乙二胺分光光度法分别测定SO2和NO2气体的浓度,并应用于柴油燃烧后尾气成分的测定。
3、文献综述与总结3.1 1951 年末,Kealy 和Pauson 利用环戊二烯成功地制备出C10H10Fe。
次年,德国的Ficsher 利用X 光衍射技术发现二茂铁化合物具有异常高的化学稳定性。
1956 年Wilkinson 和Woodward 等通过红外光谱、磁化率以及偶极矩等技术手段确定二茂铁具有夹心结构的金属π配位化合物,证实其具有可靠的金属性能。
这些研究成果是20 世纪金属有机化学的重大发现,Ficsher 和Wilkinson 也因此获得1973 年度的诺贝尔化学奖。
是由于其特殊的结构和特别高的稳定性,二茂铁很快就引起了人们的研究兴趣,其合成方法也层出不穷。
20 世纪70年代,德国研发出了电解合成方法,随后又对该方法进行了改进,从而开辟了合成二茂铁的新天地。
二茂铁对柴油的助燃消烟作用与尾气成份测定姓名:黄伟乐班级:化学1班学号:20192401156 指导老师:何广平课件密码:00290 1.前言1.1实验目的①了解二茂铁以及衍生物的应用,特别是作为一种优良的燃料助燃催化剂,其重要的经济价值与环保价值。
②掌握利用氧弹卡计测量油品燃烧所产生的热量的操作技术,应用CACE系统评价油品的燃烧效率。
1.2实验意义本实验用自制的二茂铁作为添加剂,利用氧弹量热计测定燃油在是否有添加剂存在下的燃烧热。
了解和比较添加二茂铁对柴油燃烧效率和速率的影响以及二茂铁的节能助燃效应。
同时,学习和掌握甲醛法和盐酸蔡乙二胺分光光度法分别测定SO2和NO2气体的浓度,并应用于柴油燃烧后尾气成分的测定。
[1]1.3文献综述与总结二茂铁与芳香族化合物化学性质相似,具有独特的芳香性,甚至在一些情况下,其芳香性能大于苯环。
二茂铁为 18 电子构型,具有良好的稳定性,其中心铁原子和环戊二烯基都具有一定的活性,从而可以进行一系列的有机反应。
在二茂铁的环上容易发生亲电取代反应,可进行金属化、氯化、酰基化、烷基化、磺化、甲酰化以及配合体交换等反应,从而可制备一系列用途广泛的衍生物。
二茂铁衍生物具有疏水性,这使其能够顺利地通过细胞膜,与细胞内物质相互作用,此外它还具有良好的稳定性、低毒性,因而可作为治疗某些疾病的药物,如抗癌药物等。
由于二茂铁及其衍生物还具有氧化还原可逆性,可在酶的作用下参与代谢作用,所以它们还可用来制造植物生长调节剂、杀虫剂等。
二茂铁衍生物具有良好的电导特性,当二茂铁与共轭体系衔接时,可以形成性能良好的分子导线。
第一个含二茂铁代表性的分子导线是 1,1′- 双(三甲基甲硅烷乙炔基)二茂铁。
二茂铁的热稳定性、氧化还原性、结构可变性和金属特性,使得其在液晶材料方面的应用前景也十分广阔。
此外,二茂铁衍生物还被广泛地应用到抗菌剂,聚合物、纳米材料、电化学元件、生物化学、分析化学等邻域,对其的开发利用成为金属有机化学界的热议话题。
二茂铁对柴油的助燃消烟作用与尾成份测定陈文茜化教2班 20042401157一前言:1.实验目的及意义:(1) 本实验选择不同的燃油添加剂;利用氧弹量热计测定燃油在不同添加剂存在下的燃烧热,了解和比较不同汽油添加剂对柴油燃烧效率与速率的影响以及添加剂的节能助燃效应。
(2) 学习和掌握甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2气体的浓度以及盐酸萘乙二胺分光光度法测定NO2气体浓度的分析方法以及气相色谱测定方法,并应用于汽油燃烧后尾气成份的测定。
(3) 通过物理化学实验基本技术---量热技术的使用与气体无机污染物的多种分析方法(包括分光光度法和气相色谱法)的学习与应用使学生综合了解汽油添加剂在燃油助燃、消烟节能以及减少汽油尾气排放减少大气污染中所起的作用。
关注社会、关注环境。
2.文献综述与总结:二茂铁对柴油的助燃消烟作用的实验,分别向等用煤油和车用柴油中添加不同数量的二茂铁,实验结果表明,无论是等用煤油还是车用柴油中,添加不同数量的二茂铁后其烟点提高数倍都随二茂铁的添加量增加而增大,说明二茂铁具有优良的助燃作用.再用行车实验来证明:用添加二茂铁的柴油和为添加二茂铁的柴油在日野卡车上做行车实验,列表如下:从表中可以看出,在柴油中添加二茂铁后,耗油量显著降低,尾气中黑烟明显减少从以上数据表明,二茂铁的加入提高了柴油的利用效率,既达到了节油的目的,又明显的减少了尾气中的一氧化碳和黑烟的排放量,这对于环境保护有特别的意义.二.实验方案:实验中如何衡量柴油燃烧速率与燃烧效率的大小?1.用图解法求出燃烧的条件下,不同种类的添加剂和柴油混合体系燃烧时引起卡计温度变化的差值,根据(2)式计算恒容燃烧热Qv,并计算每克柴油燃烧所引起的温度变化值△T/W。
以每克柴油燃烧所引起的温度变化值△T/W衡量柴油的燃烧效2.用图解法求出燃烧的条件下,不同种类的添加剂和柴油混合体系燃烧时引起卡计温度变化的差值,计算不同添加剂和柴油混合体系的燃烧速率△T/△t(即单位时间温度随时间的变化率),研究添加剂对燃油燃烧速率的影响规律。
二茂铁对柴油的助燃消烟作用与尾气成份测定刘燕英(20042401055)化学与环境学院04级化学教育(2)班指导老师:何广平课件密码:3845871. 前言1.1目的1.利用氧弹量热计测定燃油在添加剂存在下的燃烧热2.了解和比较不同汽油添加剂对柴油燃烧效率与速率的影响以及添加剂的节能助燃效应。
3.学习和掌握甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2气体的浓度以及盐酸萘乙二胺分光光度法测定NO2气体浓度的分析方法以及气相色谱测定方法,并应用于汽油燃烧后尾气成份的测定。
4.通过物理化学实验基本技术---量热技术的使用与气体无机污染物的多种分析方法(包括分光光度法和气相色谱法)的学习与应用使学生综合了解汽油添加剂在燃油助燃、消烟节能以及减少汽油尾气排放减少大气污染中所起的作用。
关注社会、关注环境1.2意义二茂铁又叫双环戊二烯基铁,是一种新型的有机金属配合物,它具有独特的结构和键合方式,成键电子常显示高度的离域,所以也称为有机金属Ⅱ配合物[2]。
二茂铁是以石油化工中C5 馏分中的环戊二烯为原料合成出来的一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物,分子式Fe (C5H5) 2 ,分子量186 ,外观为橙黄色针状结晶,熔点173~174 ℃,沸点249 ℃,100 ℃以上能升华;不溶于水,溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、二氯甲烷、苯等有机溶剂,其分子呈极性,具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性,溶于浓硫酸中,在沸腾的烧碱溶液和盐酸中不溶解,不分解。
[3]二茂铁在化学性质上与芳香族化合物相似,不容易发生加成反应,容易发生二茂铁环上的亲电取代反应,使其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用,开发利用前景广阔。
二茂铁的制备方法主要有环戊二烯钠法、二乙胺法、相转移催化法、二甲基亚砜(即DMSO) 法和电解合成法。
[1]二茂铁的应用有(1)用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂。
将二茂铁及其衍生物添加到固体、液体或气体燃料中,都能发挥其助燃、消烟和抗爆等作用,尤其是对燃烧时产生大量烟尘的烃类,效果更为显著。
二茂铁及其衍生物添加到煤油或柴油中,仅0.1 %(重量) 的用量,就可平均节油14 % ,且使发烟量减少40 %~70 % ,车辆功率提高10 % ,而且在燃烧中还有促进CO 转化为CO2 的作用,同时可提高燃烧热,增加功率,从而达到节能和减少大气污染的作用。
二茂铁及其衍生物添加到锅炉燃料油中,可减少烟的生成和喷嘴积炭,也可掺在煤粉中作助燃减烟剂使用。
此外,将二茂铁添加到动力机械燃料中,可使燃烧室的积炭减少,以减少烟尘对大气的污染。
(2)用作敏化剂。
(3)在医药上的应用:在医药上,二茂铁及其衍生物可用作补血药、抗生素、半抗原或抗塑剂、特殊的酶抑制剂、附加剂以及各种示踪材料。
(4)催化剂。
(5)在生化和分析上的应用:经二茂铁合成的二茂铁基酮及其衍生物对细菌、真菌、酵母等有较大的抗微生物活性。
(6)用作辐射吸收剂、热稳定剂、光稳定剂及阻烟剂。
(7)用作塑料、橡胶等高分子聚合物的添加剂。
[1]此外,二茂铁及其衍生物可用作燃料、烟火的组成成分和固体火箭推进剂;在石油分馏中可消除不饱和组分;可作杀虫剂和杀螨剂的增效剂等等柴油是一类分子量较大的烃类混合物,不易完全燃烧,直接用于汽车燃料,易使发动机燃烧室积碳、排放的尾气产生黑烟。
添加合适比例的二茂铁,可以改善柴油的燃烧状况,提高柴油的燃烧热值。
[4]2、实验部分2.1实验原理燃烧热的测定原理有机物的燃烧热是指1摩尔有机物在一个大气压下完全燃烧所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热,它等于这个燃烧反应过程的内能变化。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热,它等于这个燃烧反应过程的焓变。
而燃烧热的测定一般采用氧弹量热计,其具体构造如下:弹式量热计直接测得的是反应的恒容热效应。
若把参加反应的气体与生成的气体作为理想气体处理,则存在下列关系式:Qp = Qv + Δn·R·T (1)m样Qv = W(卡计+水)·ΔT – m(点火丝)·Q(点火丝) (2)m样为样品的重量(克);Qv为样品的恒容燃烧热(焦/克);W(卡计+水)是指氧弹卡计和周围介质的热当量(焦/度),它表示卡计和水每升高一度所需要吸收的热量. W(卡计+水)=14543.35(J/k)(水3000ml)W(卡计+水)一般用经恒重的标准物如苯甲酸来标定,苯甲酸的恒容燃烧热为26459.6焦/克。
本实验为了节约时间不用标定。
△T为燃烧前后温度的升高值。
△m(点火丝)为点火丝的重量,Q(点火丝)为点火丝(铁丝)的燃烧热,其值为6694.4焦/克。
量热技术中的雷诺校正原理在实验过程中热漏是无法完全避免的,因此,燃烧前后温度的变化值必须经过雷诺作图法或计算法校正。
以下是校正的方法:c为观察到最高温度读书点,b相当于开始燃烧之点,将各自的对应温度T1,T2,计算平均温度T。
过T作横坐标的平行线交abcd于o,过o作横坐标的垂线AB然后将ab,cd外延于E,F两点,则EF即为校正的温度。
实验中衡量柴油燃烧效率与燃烧速率的大小(1)用图解法求出燃烧的条件下,不同种类的添加剂和柴油混合体系燃烧时引起卡计温度变化的差值,根据(2)式计算恒容燃烧热Qv,并计算每克柴油燃烧所引起的温度变化值△T/W。
(2)用图解法求出燃烧的条件下,不同种类的添加剂和柴油混合体系燃烧时引起卡计温度变化的差值,计算不同添加剂和柴油混合体系的燃烧速率△T/△t(即单位时间温度随时间的变化率),研究添加剂对燃油燃烧速率的影响规律。
燃烧尾气的测定方法(1).气体采集方式通过氧弹的排气装置将燃烧尾气灌入装有不同气体吸收液的多孔玻板吸收瓶中。
(2).利用吸收液与气体的显色反应,通过分光光度法测定所吸收气体含量.并用每克柴油放出的气体量衡量燃烧的完全程度。
二氧化硫气体的测定-------甲醛法二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物,在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解,释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用,生成紫红色化合物,加入胺磺酸钠可消除氮氧化物干扰。
采样后放置一段时间臭氧可自行分解,磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐可消除或减少某些金属离子干扰。
则此溶液即可在577nm处进行测定。
二氧化氮气体的测定方法-------盐酸萘乙二胺分光光度法空气中的二氧化氮与吸收液中的氨基磺酸钠进行重氮反应,再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸作用,生成粉红色的偶氮染料,采样时可在吸收瓶入口处接一段15-20cm长的硅较管,即可将臭氧浓度将低到不干扰二氧化氮的测定水平,在波长540钠米处,测定吸光度即可。
燃烧残渣重量测定:燃烧后残渣的重量直接与燃烧的完全程度有关,实验中可称量不同燃烧条件下柴油燃烧后的残渣重量,比较柴油燃烧的完全程度。
2.2.实验仪器与药品仪器:氧弹式量热装置紫外分光光度计数显温差测量仪温度计电子天平万用电表烧杯量筒比色管移液管容量瓶等玻璃仪器多孔玻板吸收瓶药品:二茂铁柴油高压氧气瓶二氧化硫标准吸收液甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺(PRA)0.06%胺磺酸钠 1.5mol/L氢氧化钠二氧化氮显色液亚硝酸钠标准使用液2.3实验步骤:(1)充氧:将已知重量的不同配比的二茂铁柴油混合体系分别放在坩埚中,将铁丝绑在两根电极上,并将铁丝浸到柴油中。
先充氧排除氧弹内的空气,再将氧弹内的氧气压力冲至1.2Mpa。
(2)燃烧温度的测量:量取自来水3000ml,倒入卡计内桶中,测其水温,将数显温差测定仪热敏电极置入内桶,开动搅拌装置,测定约6-8个前期温度,点火开关,稍刻温度迅速上升每隔1分钟记录温度变化.利用雷若作图法得出准确得△T值。
(3)实验后处理:称量燃烧后剩下铁丝的质量,并用多孔玻板吸收瓶收集废气,用于燃烧尾气的定性和定量测定。
(4)残渣重量的测定二氧化硫气体的测定1.二氧化硫标准曲线的绘制(1) 取14支10ml具塞比色管,分A\B两组,分别对应编号,A组按下表配制标准系列二氧化硫标准系列管号 0 1 2 3 4 5 6二氧化硫标准液(ml) 0 0.50 1.00 2.00 5.00 8.00 10.00 甲醛吸收液 10.00 9.50 9.00 8.00 5.00 2.00 0 二氧化硫含量(微克) 0 0.50 1.00 2.00 5,00 8.00 10.00 (2)B管组各管加入0.05%PRA使用液1ml,(3) A管组分别加入0.06%胺磺酸钠溶液0.5ml,1.5mol/L氢氧化钠0.5ml,混匀.(4) 逐管迅速将溶液全部倒入对应编号并已装有PRA使用液的B管中.立即具塞摇匀显色.5分钟后以水为参比液在577nm处测定样品中二氧化硫含量.(5) 将扣除空白试样的吸光度与二氧化硫含量作图,可得二氧化硫标准曲线.2.样品测定(1) 将4.00ml二氧化硫吸收液放入吸收瓶中,用于吸收氧弹中的燃烧尾气.(2) 将吸收瓶中的液体全部移入10ml比色管中,用少量甲醛缓冲液洗涤吸收管,倒入比色管中,并用吸收液稀释至5.0ml标线.加入0.60%胺磺酸钠0.5ml,摇匀.放置10分钟,除去氮氧化物干扰,加入1.50ml氢氧化钠0.5ml,混匀.再将此管中溶液倒入已装入1.00mlPRA使用液的比色管中,具塞摇匀室温下显色5分钟后测定二氧化硫消光值.(3) 将样品消光值在二氧化硫标准曲线上查得相应二氧化硫浓度及计算排放二氧化硫总量(4) 以每克柴油放出二氧化硫的微克数衡量燃烧的完全程度.二氧化氮气体的测定1.标准曲线的绘制(1)取六支10ml具塞比色管,按下表配置成亚硝酸钠标准系列亚硝酸钠标准溶液管号 0 1 2 3 4 5亚硝酸钠标准液(ml) 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00水(ml) 2.00 1.60 1.20 0.80 0.40 0显色液 (ml) 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 亚硝酸浓度(微克/毫升) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 (2)各管混匀,于暗处放置20min(室温低于20℃时显色40min以上),用1cm比色皿,在波长540nm处以水微为比液测定吸光度.(3)将扣除空白试样的吸光度与亚硝酸浓度作图,可得亚硝酸钠标准曲线2.样品测定(1)将5.00ml二氧化氮显示液放入吸收瓶中,用于吸收氧弹中的燃烧尾气.(2)将吸收瓶中的样品暗处放置20min(室温低于20℃时显色40min以上),用1cm比色皿,在波长540nm处以水为参比液测定吸光度.(3)将样品消光值在二氧化硫标准曲线上查得相应二氧化硫浓度及计算排放二氧化硫总量. (4)以每克柴油放出二氧化硫的微克数衡量燃烧的完全程度.2.4实验现象与结果1. 用图解法求出完全燃烧的条件下,不同种类的添加剂和柴油混合体系燃烧时引起卡计温度变化的差值,根据(2)式计算恒容燃烧热Qv,。