Luận án tiến sĩ: Tổng hợp và khảo sát hoạt tính của hệ phụ gia vi nhũ thế hệ mới cho nhiên liệu diesel

• Tác giả: Bùi Duy Hùng
• Người hướng dẫn: GS. Vũ Thị Thu Hà
• Trường học: Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Hóa học Công nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính phụ gia vi nhũ thế hệ mới cho nhiên liệu diesel
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU VÀ GIẢM PHÁT THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL
• 1.1. Cải tiến động cơ
• 1.2. Cải tiến nhiên liệu
• 1.3. Tổng quan về các phương pháp điều chế hệ vi nhũ tương nói chung
• 1.4. Tổng quan về các phương pháp chế tạo hệ phụ gia nhiên liệu trên cơ sở nano oxide kim loại/kim loại
• 1.5. Phương pháp điều chế chất HĐBM không ion
• 1.6. Vai trò của chất HĐBM không ion trong chế tạo vi nhũ nước trong dầu diesel
• 1.7. Sơ lược về chất HĐBM không ion và ứng dụng của chúng
• 1.8. Các phương pháp tổng hợp chất HĐBM không ion
• 1.9. Giới thiệu phương pháp qui hoạch hóa thực nghiệm
• 1.10. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.11. Nhiên liệu nhũ tương
• 1.12. Phụ gia tiết kiệm nhiên liệu
• 1.13. Nội dung chính của Luận án
• 1.14. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
• 1.15. Phương pháp tổng hợp chất hoạt động bề mặt sử dụng trong phụ gia vi nhũ
• 1.16. Phương pháp tổng hợp chất HĐBM không ion trên cơ sở ethoxyl hóa alkanolamide từ dầu mỡ động thực vật
• 1.17. Phương pháp tổng hợp chất HĐBM trên cơ sở dẫn xuất của amidoamine
• 1.18. Phương pháp tổng hợp chất HĐBM trên cơ sở ester của polyethylene glycol với acid béo
• 1.19. Phương pháp điều chế phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel
• 1.20. Thực nghiệm điều chế phụ gia vi nhũ nước trong dầu
• 1.21. Thực nghiệm pha chế phụ gia vi nhũ chứa nano oxide sắt
• 1.22. Thực nghiệm pha chế tổ hợp phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 1.23. Các phương pháp phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm
• 1.24. Các phương pháp phân tích, đánh giá chất lượng chất HĐBM
• 1.25. Đánh giá các chỉ tiêu hóa lý của phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 1.26. Các phân tích các chỉ tiêu của nhiên liệu và nhiên liệu pha phụ gia
• 1.27. Đánh giá tính an toàn của nhiên liệu pha phụ gia đối với vật liệu tiếp xúc với nhiên liệu
• 1.28. Thực nghiệm thử nghiệm nhiên liệu pha phụ gia trên băng tải động lực học cao
• 1.29. Thử nghiệm hiệu quả của phụ gia trên đối với xe tải khai thác mỏ
• 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. Nghiên cứu điều chế chất HĐBM phù hợp để điều chế phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 2.2. Nghiên cứu điều chế chất HĐBM trên cơ sở ethoxyl hóa alkanolamide từ dầu mỡ động thực vật
• 2.3. Nghiên cứu điều chế chất HĐBM trên cơ sở dẫn xuất của amidoamine từ dầu mỡ động thực vật và polyamine
• 2.4. Nghiên cứu điều chế chất HĐBM trên cơ sở polyethylene glycol ester của acid béo
• 2.5. Điều chế phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 2.6. Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp chất HĐBM trong pha chế phụ gia vi nhũ
• 2.7. Điều chế phụ gia vi nhũ chứa nano oxide sắt
• 2.8. Điều chế phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 2.9. Đánh giá tính chất của phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 2.10. Xác định tỉ lệ pha chế phụ gia vi nhũ thế hệ mới vào nhiên liệu dầu diesel
• 2.11. Đánh giá chất lượng diesel pha phụ gia
• 2.12. Khảo sát khả năng tương thích đối với các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với nhiên liệu của động cơ diesel của nhiên liệu dầu DO 0,05S pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 2.13. Khảo sát hoạt tính của phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• 2.14. Thử nghiệm nhiên liệu pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới trên bệ thử
• 2.15. Thử nghiệm phụ gia vi nhũ thế hệ mới trên xe tải khai thác mỏ
• 2.16. Đề xuất cơ chế hoạt động của phụ gia vi nhũ thế hệ mới
• CÁC ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH

Tóm tắt

I. Nghiên cứu tổng hợp

Phần này tập trung vào quá trình nghiên cứu tổng hợp các chất hoạt động bề mặt (HĐBM) phù hợp để điều chế phụ gia vi nhũ thế hệ mới cho nhiên liệu diesel. Các phương pháp tổng hợp bao gồm ethoxyl hóa alkanolamide từ dầu mỡ động thực vật, dẫn xuất của amidoamine, và ester của polyethylene glycol với acid béo. Những phương pháp này đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của phụ gia vi nhũ trong việc tối ưu hóa quá trình cháy và giảm phát thải.

1.1. Tổng hợp chất HĐBM từ ethoxyl hóa alkanolamide

Quá trình tổng hợp chất HĐBM từ ethoxyl hóa alkanolamide được thực hiện bằng cách sử dụng dầu mỡ động thực vật làm nguyên liệu chính. Phương pháp này tạo ra các chất HĐBM có khả năng giảm sức căng bề mặt, tăng độ linh động của các mixen, và hỗ trợ quá trình hình thành hạt nano oxide kim loại. Kết quả cho thấy hiệu suất cao và tính ổn định của sản phẩm.

1.2. Tổng hợp chất HĐBM từ dẫn xuất amidoamine

Phương pháp tổng hợp này sử dụng polyamine và dầu mỡ động thực vật để tạo ra các chất HĐBM có cấu trúc phức tạp hơn. Các chất này có khả năng tạo nhũ tương ổn định và hỗ trợ quá trình cháy hoàn toàn trong nhiên liệu diesel. Kết quả thử nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể về hiệu suất và giảm phát thải.

II. Đánh giá hoạt tính phụ gia

Phần này đánh giá hoạt tính phụ gia của các phụ gia vi nhũ thế hệ mới trong nhiên liệu diesel. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm tính ổn định của nhũ tương, khả năng giảm tiêu hao nhiên liệu, và hiệu quả giảm phát thải. Kết quả cho thấy phụ gia vi nhũ có khả năng cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ và giảm lượng khí thải độc hại.

2.1. Đánh giá tính ổn định của nhũ tương

Các thử nghiệm đánh giá tính ổn định của nhũ tương được thực hiện bằng cách đo kích thước hạt và độ bền của hệ nhũ tương. Kết quả cho thấy phụ gia vi nhũ có kích thước hạt ở cấp độ nano, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong quá trình sử dụng.

2.2. Đánh giá hiệu quả giảm phát thải

Các thử nghiệm trên động cơ diesel cho thấy phụ gia vi nhũ có khả năng giảm đáng kể lượng khí thải CO, HC, và NOx. Điều này chứng tỏ hiệu quả của phụ gia vi nhũ trong việc cải thiện quá trình cháy và giảm ô nhiễm môi trường.

III. Ứng dụng thực tiễn

Phần này tập trung vào các ứng dụng thực tiễn của phụ gia vi nhũ thế hệ mới trong nhiên liệu diesel. Các thử nghiệm trên xe tải khai thác mỏ và bệ thử động cơ cho thấy hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải đáng kể. Phụ gia vi nhũ cũng được đánh giá về tính an toàn và khả năng tương thích với các vật liệu tiếp xúc với nhiên liệu.

3.1. Thử nghiệm trên xe tải khai thác mỏ

Các thử nghiệm trên xe tải khai thác mỏ cho thấy phụ gia vi nhũ giúp giảm tiêu hao nhiên liệu và phát thải khí độc hại. Kết quả này chứng tỏ tiềm năng ứng dụng rộng rãi của phụ gia vi nhũ trong các phương tiện giao thông và công nghiệp.

3.2. Đánh giá tính an toàn

Các thử nghiệm đánh giá tính an toàn của phụ gia vi nhũ cho thấy không có ảnh hưởng tiêu cực đến các vật liệu tiếp xúc với nhiên liệu. Điều này đảm bảo tính an toàn trong quá trình vận hành và bảo quản nhiên liệu diesel.