二茂铁对柴油助燃和消烟作用实验报告.docx
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1、华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范)班级12化教五班课程名称化学综合试验试验项目二茂铁对柴油的助燃和消烟作用试验类型口验证口设计口综合试验时间2016年4月21日试漂指导老师何广平老师试验评分二茂铁对柴油的助燃和消烟作用一、前言1 .试目的(1) 了解二茂铁的应用,特殊是作为种优良的燃料助燃催化剂,其弱要的经济价值与环保价值。(2)驾驭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。(3)学会评价自制的二茂铁对柴油的助燃和消烟作用。2 .试验意义本试验用白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
2、铁对柴油燃烧效率和速率的影响以与二茂铁的节能助燃效应。同时,学习和驾取甲醛法和盐酸蔡乙二胺分光光度法分别测定SO,和NOz气体的浓度,并应用于柴油燃烧后尾气成分的测定。13 .文献综述与总结二茂铁(C5H5)2Fe是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物,在常温下为橙黄色针状或粉末状结晶物,具有类似樟脑的气味,熔点173174C,沸点249C,不溶于水,而溶于甲醇、乙醇、乙酷、苯、汽油、煤油、柴油等有机溶剂,具有高度热极定性和耐朝射性,加热到470C也不分解。在化学性质上,二茂铁与芳香族化合物相像,不易发生加成反应,简洁发生取代反应。自20世纪50年头人类首次胜利合成二茂铁以来,二茂铁与其衍生
3、物的合成与应用得到广泛地探讨。文献报道二茂铁的制备方法有多种,归纳起来可分为化学合成法和电化学合成法。电化学法电耗高,不适合电力惊慌、电价高的地区,且电化学法难以得到高纯度产品。在化学合成法中有醇钠法、乙二胺法、相转移催化合成法、二甲基亚砒法等,这些方法各有其优缺点,其中醇钠法、二甲基亚矶法工艺简洁,对环境污染少,具有实际生产意义。醉钠法又有甲醇钠法和乙醇钠法,成本较低,但要求无水操作。甲醇钠法毒性较大,而乙醇钠法平安无毒,操作环境好。二甲基亚飒法没有无水要求,操作便利,生产平安,毒性小,但生产成本较醇钠法高。二茂铁有多种用途,其主要用途是作燃料助燃剂。二茂铁添加到固体燃料、液体燃料中,可以起
4、到明显的消烟、助燃和节约燃料的作用。尤其是添加到燃烧时会产生大量黑烟的烧类中,其效果尤为显著。二茂铁对芳堤燃烧时的消烟作用最好,其次为烯炫、环烷烧、烷烧。二茂铁还可用于提高汽油辛烷值,可代替四乙基铅制得无铅汽油。由于二茂铁的这种助燃、消烟作用,可以起到提高发动机功率、节能和削减大气污染的效果,它是一种优良的环保、节能产品。此外,二茂铁与其衍生物还可以用作紫外线汲取剂、热稳定剂和光稳定剂,在医药和其它领域也得到独特应用。我们以前曾对二甲基亚矶法制二茂铁进行了比较深化的探讨和改进,前人试验曾有对乙醉钠法合成二茂铁的影响因素进行探讨和探讨,旨在为工业生产供应最佳的合成路途和工艺条件,并对二茂铁添加到
5、柴油中的助燃消烟作用进行了初步的考察。目前,二茂铁衍生物多达数百种。二茂铁与其衍生物最广泛的用途是作为催化剂,如不对称催化、羟醛缩合、烯燃常压氢化、芳能)硅烷化等。二茂铁与其衍生物还可以作为燃料油添加剂。二茂铁添加到固体燃料、液体燃料中,可以起到明故的消烟、助燃和节约燃料的作用。尤其是添加到燃烧时会产生大量黑烟的燃类中,其效果尤为显著。二茂铁对芳烧燃烧时的消烟作用最好,其次为烯烧、环烷短、烷烧。二茂铁还可用于提高汽油辛烷值,可代替四乙基铅制得无铅汽油。由于二茂铁的这种助燃、消烟作用,可以起到提高发动机功率、节能和削减大气污染的效果,它是一种优良的环保、节能产品。二、试验部分1.试验原理(1)燃
6、烧热测量原理利用氧弹卡计测量柴油燃烧产生的热量。依据能量守恒定律,样品完全燃烧放出的热量促使卡计本身与其四周的介质(本试脸用水)温度上升,测量介质燃烧前后温度的改变,就可以求算出该样品的恒容燃烧热,在量热计与环境没有热交换的状况下,其关系式为:m11Q1=W1.A1-m。火SQ。火”式中,样品的质量,g:Qv样品的恒容燃烧热,J/g;WYw一一氧弹K计和四冏介质的热当量,J/K,它表示卡计和水每上升IK所须要汲取的热量;W*.*,=14541.35(J/K);nAtt点火丝的质量,g;Qwm一点火丝(铁丝)在恒容条件下燃烧放出热量,Q3=6694.4J/g;T一一燃烧过程中温度的上升值,可利用
7、CACE系统追踪燃烧过程中T,经过雷诺作图法或计算法可校正由于系统热漏等缘由产生的T的测量偏差。通过上述公式可计算分别测量柴油和在柴油中加入二茂铁后柴油燃烧放出的热量的燃烧值,即可探讨二茂铁作为柴油燃烧的添加剂对柴油燃烧效率的影响规律。本试验以Tm(单位重量柴油燃烧引起温度改变值)探讨添加剂对柴油燃烧效率的影响规律。(2)完全燃烧条件下二茂铁对燃油燃烧效率与燃烧速率的影嘀作为柒油燃烧的添加剂,二茂铁在试验条件下其木身并不燃烧,而是起到催化助燃作用。依据上面的试验原理与方法,在柴油完全燃烧的条件卜测量柴油在加入二茂铁和未加入二茂铁时燃烧前后温度随时间的改变,通过ATm(单位重量柴油燃烧引起温度改
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