2014年第5期廣東化工第41卷總第271期www.gdchem.com利用環(huán)己烷/乙醇廢液制備凝膠燃料何亮,丁彬,王利華*,范利沙(中南民族大學(xué)催化材料科學(xué)湖北省暨國家民委教育部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430074)[摘要]采用固體酒精的三種典型制備方法,嘗試將相圖實(shí)驗(yàn)的環(huán)己烷乙醇混合廢液制成類似固體酒精的凝膠燃料,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)醋酸鈣法不適用:(2)硬脂酸氫氧化鈉法可用;(3)溶膠凝膠法中使用羥丙基甲基纖維素(HPMO較合適:(4)在硬脂酸氫氧化鈉法中加入HPMC(羥丙基甲基纖維素)得到的凝膠燃料性能最好;(5)與固體酒精相比,環(huán)己烷/乙醇凝膠燃料優(yōu)點(diǎn)是火大、耐燒、熱值高,缺點(diǎn)是久燃鍋底易黑,久放罐中味重。提出了使用消煙劑、加厚工業(yè)酒精凝膠包覆層等改進(jìn)設(shè)想[關(guān)鍵詞]環(huán)己烷;乙醇;凝膠;燃料[中圖分類號(hào)TQ153;TQ2.12[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-1865(2014)050035-01Using Liquid Waste of Ethyl Alcohol and Cyclohexane to Prepare Gel FuelLiang, Ding Bin, Wang Lihua, Fang LiKey laboratory of Catalysis and Materials Science of the State Ethnic Affair Commission &Ministry of Education, South-Central Universityfor Nationalities, Wuhan 430074, China)indicated, that calcium acetate method is not applicable, stearic acid-sodium hydroxide method is applicable, sol-gel method is applicable, hydroxypropyl methylellulose(HPMC)is applicable. HPMC was used in stearic acid-sodium hydroxide method, the best gel fuel of liquid waste was prepared. The new gel fuel has bigflame, high quantity of heat, slight carbon blank and smell. The improvement design was proposed, including adding antismoke agent and industrial alcohol gelKeywords: cyclohexane: ethyl alcohol: gel: fuel物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“雙液系相圖”是一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn),其產(chǎn)生完全;將得到的溶液灌裝到金屬模具中冷卻得環(huán)己烷/乙醇凝膠,的環(huán)己烷/乙醇混合廢液不能隨便倒入下水道,需要收集后交給專密封包裝業(yè)公司花錢處理。盡管有人提出分離回收方法12,但是只有專業(yè)此法得到的凝膠燃料主要缺點(diǎn)是有明顯黑煙,通過燃燒少量純的乙醇和純的環(huán)己烷,對(duì)比發(fā)現(xiàn),黑煙主要來自于環(huán)己烷們的設(shè)想是:參考現(xiàn)有固體酒精的生產(chǎn)方法,將物理化2.3高分子溶膠凝膠法學(xué)相圖實(shí)驗(yàn)的廢液用作膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)或者綜合試驗(yàn)的原材料,而大分子在溶劑中吸收良性小分子溶劑即親和性好的溶劑)溶脹,最后分散、溶解成為溶液。此時(shí)通過改變溫度或者加入親和循環(huán)利用,變廢為寶。性差的小分子溶劑,可以使大分子相互靠攏形成不能流動(dòng)的空間1實(shí)驗(yàn)部分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),小分子溶劑被包裹在內(nèi),即得到凝膠。所有大分子在硬脂酸、氫氧化鈉、乙醇、環(huán)己烷、醋酸鈣等,均為分析純?nèi)軇┲械娜芙?都需要加熱并且長時(shí)間攪拌分散后,才能慢慢溶國藥公司提供。熱溶型HPMC(羥丙基甲基纖維素,粘均分子量0萬),石家莊澤旭纖維素有限公司;環(huán)己烷/乙醇廢液,來自物取10mL環(huán)己烷乙醇廢液(摩爾比約為5:5)置于100mL燒化實(shí)驗(yàn)室,可能含少量水等雜質(zhì):固體酒精及配套火鍋,市售商上將5mL到60,取熱水加入到上述混合液中并不斷快速攪拌FA2004電子天平,上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;DzTW即形成白色半透明環(huán)己烷/乙醇凝膠,待固體冷卻即可用基本性狀:表觀為白色微黃的半透明膠體,有彈性,有粘度調(diào)溫電熱套,北京永光明醫(yī)療儀器廠;DF-1015集熱恒溫磁力攪拌器,鞏義市英峪子華儀器廠久置后環(huán)己烷等易揮發(fā)失重。燃燒時(shí)火焰呈淡藍(lán)色,無黑煙,易熄滅,殘?jiān)慷?。?2.lg燃燒9分48秒,可以將200mL水凝膠燃料性能與評(píng)價(jià):(1)外觀及氣味,久置是否揮發(fā)失重(2)火焰顏色,有無黑煙,是否熄滅,燃燒是否充分,殘?jiān)繌?8℃加熱到88℃(3)發(fā)熱量,取10-20g固體燃料,記錄燃燒持續(xù)時(shí)間以及200-50024綜合法mL水的升溫幅度。系“硬脂酸氫氧化鈉法”和“高分子溶膠-凝膠法”的綜合體。典型方法是:取環(huán)己烷/乙醇廢液(摩爾比約為5:5)40mL并2實(shí)驗(yàn)與討論加入1.5克硬脂酸,加熱溶解后加入1.5克HPMC,充分?jǐn)嚢枋怪?.1醋酸鈣法混合、溶解;在7mL水中加入0.25克氫氧化鈉,溶解后加熱至取環(huán)已烷/乙醇廢液摩爾比約為5:540m置于50mL燒6℃:將7mL氫氧化鈉熱水溶液加入前液中攪拌均勻,室溫靜杯中加熱到45℃,加入4mL飽和醋酸鈣攪拌均勻,瞬間凝膠。置6小時(shí)置有濃體流,燃燒不體優(yōu)且表街有自色圖體產(chǎn)生,淡焰黃色,大焰較大鍋底有少量黑煙取20克產(chǎn)品做燃燒實(shí)驗(yàn),在黃色火焰,火焰較大,略有黑煙環(huán)己烷極性小且不溶于水,酒精環(huán)己烷混和液的性能與酒精較小,易清理相差較大,也許不能使用經(jīng)典的醋酸鈣法。在上述配方中添加適量工業(yè)乙醇,黑煙更少。將最終得到的22硬脂酸氫氧化鈉法凝膠燃料命名為“民大2號(hào)”,與商品固體酒精的比較見表1,缺點(diǎn)在一個(gè)裝有回流冷凝管的250mL的三口圓底燒瓶中加入適是仍有少量黑煙。已在此基礎(chǔ)上提出使用超細(xì)氧化鐵消煙劑、外量硬脂酸和適量環(huán)己烷乙醇廢液(摩爾比約為5:5),置于一定溫加厚工業(yè)酒精凝膠包覆層等幾種改進(jìn)方法,目前正在加緊研制。度的恒溫水浴中加熱攪拌至固體溶解為止;另一個(gè)燒杯中加入適量氫氧化鈉,加入適量環(huán)己烷/乙醇混合液攪拌溶解后,對(duì)于氫氧中,可能使廢液輕微渾濁,此時(shí)可以加入適量工業(yè)酒精?；c在環(huán)己烷乙醇混合液中的溶解性未知,如果溶解效果不佳,3小結(jié)可適當(dāng)加入少量水或者乙醇:60℃恒溫下,將氫氧化鈉的環(huán)己烷中國煤化工體酒精的凝膠燃料,/乙醇混合溶液通過恒壓滴液漏斗慢慢滴入到裝有硬脂酸的環(huán)己但是仍需烷/乙醇混合溶液的圓底燒瓶中;在水浴上加熱回流15min使反應(yīng)CNMH(下轉(zhuǎn)第18頁)[收稿日期]2013-12-14作者簡介何亮(92,男,湖南永州人,本科生,主要研究方向有機(jī)廢液處理?！睘橥ㄓ嵶髡邧|化工2014年第5期www.gdchem.com第41卷總第271期空間格局沒有出現(xiàn)在固定區(qū)域和某一點(diǎn)位上。許巧倩等研究發(fā)現(xiàn),在蟹苗放養(yǎng)強(qiáng)度約1kghm2的條件下,底棲23基于大型底棲動(dòng)物的水質(zhì)生物指數(shù)評(píng)價(jià)軍山湖一水文年底棲動(dòng)物的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位致使水體富營養(yǎng)化,致使大型底棲動(dòng)物的物種多樣性降低。吉曉三種生物學(xué)指數(shù)(表3)。結(jié)果顯示:10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的燕研究發(fā)現(xiàn),水產(chǎn)養(yǎng)殖是軍山湖年入湖TN、TP的不同污染源中Shannon- Wiener多樣性指數(shù)值在0.34~1.58之間,均值為0.94,全貢獻(xiàn)率最大的污染源明。本次調(diào)查全湖各點(diǎn)位的TN、TP濃度的湖水質(zhì)總體評(píng)價(jià)結(jié)果為重污染,其中4#、5#、7#、9號(hào)點(diǎn)的H平均值分別為1054mgL、0.081mgL,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國際上承認(rèn)的值大于1,處于中污染狀態(tài); Margalef多樣性指數(shù)值在048-1.08水體富營養(yǎng)化的發(fā)生濃度,即TN濃度為0.2mgL、TP濃度為002之間,均值為0.74,全湖水質(zhì)總體評(píng)價(jià)結(jié)果為重污染,其中5#7#的d值大于1,處于中污染狀態(tài); Simpson多樣性指數(shù)值mg/L,說明軍山湖水體已經(jīng)富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化可能是導(dǎo)致底棲動(dòng)物群落變化的主要原因,富營養(yǎng)化可顯著改變底棲動(dòng)物棲息的040.76之間,均值為047,全湖水質(zhì)總體評(píng)價(jià)結(jié)果為重污染理化環(huán)境,如溶氧、有機(jī)質(zhì)、沉積物粒徑大小。富營養(yǎng)化水體其中4#、5#、7#、9#、10#的值大于0.5,處于中污染或清潔狀態(tài)。大量有機(jī)質(zhì)的分解降低了水體底層的溶氧含量,這直接限制了那總的來說,湖泊上游因?yàn)楹恿鞯淖⑷?水質(zhì)好于中下游。些耐低氧能力較差種類的生存,即使是短時(shí)間的缺氧也可能對(duì)某表3各點(diǎn)的3種生物指數(shù)這也增加了其對(duì)底棲動(dòng)物的潛在毒性。富營養(yǎng)化往往伴隨著底棲Tab3 3 kinds of biological index of each sampling point動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種從大個(gè)體的種類(如腹足綱、雙殼綱)轉(zhuǎn)變?yōu)樾€(gè)體的種類(如搖蚊幼蟲、寡毛類),底棲動(dòng)物的多樣性也顯著降低。龔0.650.690.29志軍等研究武漢四個(gè)營養(yǎng)水平不同的湖區(qū)后發(fā)現(xiàn),大型底棲動(dòng)物025的物種多樣性與營養(yǎng)水平呈相反趨勢(shì),富營養(yǎng)化導(dǎo)致多樣性明顯降低。第三,河蟹的養(yǎng)殖對(duì)水生植被破壞極大,嚴(yán)重影響了螺234567890.68類等軟體動(dòng)物的生存。水生植被的存在有利于螺類的生長,螺類L34088以水草或附著在水草上的著生藻類為食,又在水草的莖葉上產(chǎn)卵。1070.76經(jīng)調(diào)査,養(yǎng)殖河蟹3年以上的水體,高等水生維管植物幾乎被破0.98098047壞,沉水植物幾乎滅絕,這就是螺類減少的原因之080.6603404914參考文獻(xiàn)1.020057]高峰,尹洪斌,胡維平,等.巢湖流域春季大型底棲動(dòng)物群落生態(tài)特征0.8648及與環(huán)境因子關(guān)系[應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(8):2132-2139平均值0.74[2]程濟(jì)生.黃海無脊椎動(dòng)物資源結(jié)構(gòu)及多樣性門.中國水產(chǎn)科學(xué),200512(1):68-753 Shannon C E, Weaver ww. The mathematical theory of3討論communication[M]. Urbana: University of Illinois Press, 1963歷史上,對(duì)軍山湖大型底棲動(dòng)物系統(tǒng)的調(diào)查并不多見,潘洪4 lanowiczRE, Information theory in ecolog. Computers& c chemistry超等2005~2006年間進(jìn)行了周年調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)37種7。自從20052001,25(4):393-399[S]馬克平.試論生物多樣性的概念生物多樣性,1993,1(1):20-22.與潘洪超等調(diào)查的結(jié)果相比發(fā)現(xiàn),軍山湖大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)205情,湖不同利用方式對(duì)底動(dòng)物群落的影華中農(nóng)業(yè)大字調(diào)查只發(fā)現(xiàn)12種大型底棲動(dòng)物,種類不及潘調(diào)查的1/3。二是密門]潘洪超,軍山湖底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)量的研究[D],.南昌大學(xué)度和生物量發(fā)生變化。潘調(diào)查的大型底棲動(dòng)物的平均密度和平均2007生物量分別為19772ind/m2和16429g/m2,而本次調(diào)查全湖大型[8]許巧情,王洪鑄,張世萍.河蟹過度放養(yǎng)對(duì)湖泊底棲動(dòng)物群落的影響門是軟體動(dòng)物數(shù)量的變化,潘調(diào)查的軟體動(dòng)物有21種,而本次調(diào)及多樣性的影響,水生物學(xué)報(bào),200,258):210號(hào)法學(xué),m底棲動(dòng)物的平均密度和平均生物量分別是3627ind/m2和91.09[9]吉曉燕軍山湖入湖污染負(fù)荷及水環(huán)境[D].南昌[0龔志軍,謝平,唐匯涓,等.水體富營養(yǎng)化對(duì)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)造成軍山湖大型底棲動(dòng)物群落變化的原因有以下三點(diǎn):第(本文文獻(xiàn)格式:胡成龍,秦菲,李金軒.軍山湖大型底棲動(dòng)物群了競爭與捕食的關(guān)系,致使種群規(guī)模較小的底棲動(dòng)物減少成滅絕。落結(jié)構(gòu)及其水質(zhì)生物學(xué)評(píng)價(jià).廣東化工,2014,416:16-18)(上接第35頁)(2)在綜合性大學(xué),應(yīng)該盡量將此試驗(yàn)的產(chǎn)物或者廢物用作彼實(shí)驗(yàn)的原材料,真正實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)。表1兩種凝膠燃料比較Tab 1 Comparing two kinds of gel fuel商品酒精民大2號(hào)外觀白色近透明彈性體白色粘稠固體較小,淡藍(lán)-黃大,淡藍(lán)-黃燃燒無明顯氣味,固體塊基本不熔融流淌,鍋底基本無黑煙無明顯氣味,固體塊基本不熔融流淌,鍋底見少量黑煙發(fā)熱量20克可燃燒100分鐘,500毫升水升溫39度控制火焰與左相當(dāng),20克可燃燒11.5分鐘,500毫升水升溫59度064克,3.2%1.08克,54%致謝:感謝中南民族大學(xué)專項(xiàng)基金(CZY13028和大學(xué)生創(chuàng)新[6程瑾寧,胡會(huì)利,王玲.固體酒精的可逆溶膠一凝膠過程研究[.中南計(jì)劃的資助民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2006,24(2):2023.7孔慶池,朱淑貞,固體酒精的生產(chǎn)技術(shù)適用技術(shù)市場(chǎng),1992,(12)參考文獻(xiàn)171[1]翁雅彤,胡國強(qiáng).乙醇環(huán)己烷廢液的回收[門遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技,199[8]賈長英,唐麗華,張曉娟.固體酒精的制備工藝與性能研究.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,019(6):4547[2]任桂蘭,蓋紅輝,廢液中環(huán)己烷的回收[門吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2006[9]鄭靜,汪敦佳中國煤化工北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,23(3):31-32CNMHGB3JUS Patent 1, 208, 265[4]錢曉春.固體酒精的研制[門化學(xué)世界,1991,(6):257-258(本文文獻(xiàn)格式:何亮,丁彬,王利華,等.利用環(huán)己烷/乙醇廢]董麗紅,張淑香,王洪彥.醋酸鈣和硬脂酸鈉為固化劑研制固體酒精液制備凝膠燃料[J.廣東化工,2014,41(5):35)化師范學(xué)院學(xué)報(bào),2004,25(8):3336