基于生物表面活性剂的生物质衍生生物油的乳化方法与机理

Diesel reversed micellar system will be formed using biosurfactants and will be applied to the emulsification of bio-oil in order to form bio-oil microemulsion system. This kind of bio-oil microemulsion system can be directly used in the exsting dynamic systems and can maintain long-term stability. With the microemulsification theory,the methods and mechanisms of bio-oil emulsification based on biosurfactants will be clarified by several following steps. Firstly, to study the parameters that determine the formation of diesel reversed micellar based on biosurfactants; Secondly, to investigate the microstructure characteristics of the diesel reversed micellar system; Thirdly, to analyze the dominate factors that affect the emulsification of bio-oil in formed diesel reversed micellar; Fourthly,to characterize the interface effect and distribution dynamics of the emulsification of bio-oil by the diesel reversed micellar system; In the end, to explore the physiochemical properties of the bio-oil microemulsion system formed under different conditions and the emission characteristics of the combustion bio-oil microemulsions. This study will solve two problems.For one thing, the application of surfactants to the formation of diesel reversed micellar; A second is the emulsification of bio-oil by the diesel reversed micellar.In a word, this study will provide the theory basis and practicable methiods for the emulsification of bio-oil based on surfactants.

采用生物表面活性剂构建柴油逆胶束体系，并将其应用于生物质衍生生物油的乳化，以形成能够直接应用于现有动力系统并且能够长期保持稳定的生物质衍生生物油微乳液体系。本研究结合微乳化技术原理，通过研究生物表面活性剂柴油逆胶束体系构建的特性因素，探讨生物表面活性剂柴油逆胶束体系的微观结构，分析柴油逆胶束体系乳化生物质衍生生物油的控制因素，并对生物质衍生生物油在柴油逆胶束体系中的界面效应与分配动力学行为进行表征，对不同乳化条件下获得的生物质衍生生物油微乳液体系的理化特性及燃烧后污染物的排放特征进行分析，从而阐明基于生物表面活性剂的生物质衍生生物油的乳化方法与机理。本项目将解决用生物表面活性剂构建柴油逆胶束以及生物质衍生生物油在柴油逆胶束体系中的乳化问题，实现生物质衍生生物油的乳化机理的表征和有效应用；以期为生物表面活性剂应用于生物质衍生生物油的乳化提供理论依据与实践方法。

以液化、裂解等技术生产的生物质衍生生物油由于存在粘度大、热稳定性差、有腐蚀性等缺点，导致其直接应用困难。在表面活性剂作用下将其与柴油混合（微）乳化是一种简单、高效的生物油提质方法，提质后的燃油因燃烧“微爆”效应具有减少污染物排放的优点。本项目通过研究柴油逆胶束体系构建的特性因素，探讨了微乳体系的微观结构，分析了生物质衍生生物油的微乳控制因素与乳化机理，对不同乳化条件下获得的生物质衍生生物油微乳液体系的理化特性及燃烧后污染物的排放特征进行研究。研究结果表明微乳体系相对乳液体系更适于用于生物油的提质；醇类物质可提高柴油微乳体系水和/或生物油的增溶能力；司班80对模拟生物油及液化生物油在柴油中微乳化的消耗量约为0.2-0.8 g/g 生物油；鼠李糖脂为表面活性剂时，乙醛、愈创木酚等物质增溶效果较好，随着鼠李糖脂用量增加达到50g/L时，水、甲醇等组分增溶能力得到较大提高；鼠李糖脂还可高效乳化甘油进入柴油，其鼠李糖脂的耗量只有司班80/吐温80任意复配表面活性剂的1/10；柴油微乳体系的热值、闪点、粘度、密度等燃料性能与柴油较为接近，在柴油机上的发动机试验结果表明研究表明生物油/柴油微乳燃料的发动机性能与柴油接近，生物油/柴油微乳燃料在发动机中高负荷工况条件下，尾气中CO和NOx的排放量得到明显削减。本项目从一定程度解决了生物质衍生生物油在柴油逆胶束体系中的乳化问题，实现了生物质衍生生物油的乳化机理的表征和有效应用；为生物质衍生生物油的乳化提供理论依据与实践方法。