一种混合柴油稀土添加剂及其制备方法

1.本发明涉及燃油添加剂领域，具体为一种混合柴油稀土添加剂及其制备方法。


背景技术：

2.自70年代以来，国内外对柴油添加剂进行了大量深入的研究。燃油添加剂的品种很多。燃油添加剂因其不需要改变柴油及内部构造、制作方便且可选种类较多等优点成为了柴油机节能减排领域研究热点之一。然而对于稀土柴油添加剂的研发关注较少。
3.中国的稀土储量大种类丰富，制备稀土柴油添加剂所需的原料成本低，提取技术成熟，资源优势巨大；相较于其他金属基添加剂，热稳定性与化学性能较好，广泛用于催化材料；稀土金属具有优越的氧化还原性能，同时可以用作其他金属尤其贵金属的改性催化助剂，进一步降低了成本。
4.稀土元素具4f外电子层结构丰富，稀土金属的氧化物储氧和释氧能力优秀，所以使用稀土金属氧化物会对柴油机燃烧过程优化作用明显，进而减少有害物质的排放。较为常见的稀土金属基添加剂为镧基和铈基构成的稀土配合物或者其无机化合物。
5.国际上对于船舶排放要求愈发严格，这使得作为船舶主要动力源的柴油机的排放问题变得日益严峻，因此研发一种高效安全的柴油减排添加剂具有重要价值和意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种混合柴油稀土添加剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混合柴油稀土添加剂，包括如下重量配比的各组分：氢氧化铈3％～6％、氢氧化镧3％～6％、纳米氧化铈0.6％和高碱值烷基水杨酸钙0.4％，所述添加剂用于添加至90％的基础油中混合。
8.优选的，稀土添加剂的各组分的重量配比为：氢氧化铈6％、氢氧化镧3％、纳米氧化铈0.6％、高碱值烷基水杨酸钙0.4％。
9.优选的，稀土添加剂的各组分的重量配比为：氢氧化铈4.5％、氢氧化镧4.5％、纳米氧化铈0.6％、高碱值烷基水杨酸钙0.4％。
10.优选的，稀土添加剂的各组分的重量配比为：氢氧化铈3％、氢氧化镧6％、纳米氧化铈0.6％、高碱值烷基水杨酸钙0.4％。
11.本发明还提供了一种混合柴油稀土添加剂的制备方法，包括如下具体步骤：
12.s1：氢氧化铈的合成：
13.s11：在烧杯中加入一定量的醋酸铈溶液，并加入蒸馏水来控制浓度，将烧杯水浴加热至一定温度后打开搅拌器进行搅拌；
14.s12：先向烧杯内滴加定量1.0mol/l的过氧化氢溶液，烧杯内溶液立刻变为棕红色；再缓慢滴加定量混合助剂，生成棕黄色沉淀；
15.s13：加热升温沸腾后，缓缓滴加定量1.0mol/l的过氧化氢溶液，滴加完毕后再煮
沸20min，生成亮黄色氢氧化铈沉淀；
16.s14：将上述所得溶液趁热抽滤，滤液浓缩结晶获得醋酸钠固体，除杂后，于105℃
‑
110℃温度条件下烘干获得氢氧化铈；
17.s2：氢氧化镧的合成：
18.s21：取定量的la(no3)3溶液，加入适量分散剂，在电磁搅拌的同时，滴加氨水调节至ph为7.0～8.0，生成胶状的稀土氢氧化物沉淀；
19.s22：在温度为80℃
‑
90℃的条件下搅拌2h，然后放置过夜，过滤，得胶状沉淀；
20.s23：将上述胶状沉淀先用蒸馏水洗2次,再用乙醇洗涤2次，然后在100℃
‑
120℃温度条件下烘干得到氢氧化镧；
21.s3：按比例准备原料，将上述制得的氢氧化铈和氢氧化镧与纳米氧化铈、高碱值烷基水杨酸钙按不同比例混合后作为燃油添加剂，用于与基础油混合使用
22.优选的，步骤s12中，所述混合助剂为1.0mol/l的过氧化氢溶液与3.0mol/l的氢氧化钠溶液的混合溶液。
23.优选的，步骤s14中，所述除杂的具体操作为：先后用2％硝酸铵溶液和蒸馏水洗涤醋酸钠固体，除去na
+
、ac
‑
杂质。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.本发明提供的混合柴油稀土添加剂，利用氢氧化铈、氢氧化镧、纳米氧化铈、高碱值烷基水杨酸钙与基础油混合，使得燃油的热稳定性与化学性能优越，具有更强的储氧和释氧能力，成本低、制备方便、易于保存。
具体实施方式
26.本发明提供一种技术方案：一种混合柴油稀土添加剂，包括如下重量配比的各组分：氢氧化铈3％～6％、氢氧化镧3％～6％、纳米氧化铈0.6％和高碱值烷基水杨酸钙0.4％，所述添加剂用于添加至90％的基础油中混合。
27.实施例1：所述添加剂具有不同的配比，如下表所示：
[0028][0029]
实施例2：本发明还提供了一种混合柴油稀土添加剂的制备方法，包括如下具体步骤：
[0030]
s1：氢氧化铈的合成：
[0031]
s11：在烧杯中加入一定量的醋酸铈溶液，并加入蒸馏水来控制浓度，将烧杯水浴加热至一定温度后打开搅拌器进行搅拌；
[0032]
s12：先向烧杯内滴加定量1.0mol/l的过氧化氢溶液，烧杯内溶液立刻变为棕红色；再缓慢滴加定量1.0mol/l的过氧化氢溶液与3.0mol/l的氢氧化钠溶液的混合溶液，生成棕黄色沉淀；
[0033]
s13：加热升温沸腾后，缓缓滴加定量1.0mol/l的过氧化氢溶液，滴加完毕后再煮沸20min，生成亮黄色氢氧化铈沉淀，颗粒粗大，分相极快，且水相清澈；
[0034]
s14：将上述所得溶液趁热抽滤，滤液浓缩结晶获得醋酸钠固体，先后用2％硝酸铵溶液和蒸馏水洗涤除去na
+
、ac
‑
等杂质，于105℃
‑
110℃温度条件下烘干获得氢氧化铈；
[0035]
s2：氢氧化镧的合成：
[0036]
s21：取定量的la(no3)3溶液，加入适量分散剂，在电磁搅拌的同时，滴加氨水调节至ph为7.0～8.0，生成胶状的稀土氢氧化物沉淀；
[0037]
s22：在温度为80℃
‑
90℃的条件下搅拌2h，然后放置过夜，过滤，得胶状沉淀；
[0038]
s23：将上述胶状沉淀先用蒸馏水洗2次,再用乙醇洗涤2次，然后在100℃
‑
120℃温度条件下烘干得到氢氧化镧；
[0039]
s3：按比例准备原料，将上述制得的氢氧化铈和氢氧化镧与纳米氧化铈、高碱值烷基水杨酸钙按不同比例混合后作为燃油添加剂，用于与基础油混合使用。
[0040]
实施例3：利用柴油机台架试验测试本发明制得的稀土添加剂与燃油混合后使用的减排效果。
[0041]
试验设备：上海柴油机股份有限公司生产型号4135型柴油机，缸径135mm，冲程150mm，压缩比17，自然吸气，累计运行时间1300h。
[0042]
试验室的试验条件：室温22℃，相对湿度60％。
[0043]
结果如下表所示：
[0044][0045]
其中序号1、2、3分别为按照实施例1中配比1、配比2、配比3的比例所制得的添加剂与基础油混合后制得的燃油，序号4为未添加添加剂的燃油；
[0046]
由上表可以看出，使用添加剂的燃油的有害物质的排放量明显减少，且热稳定性与化学性能优越，具有更强的储氧和释氧能力。
[0047]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。