Нанокомпозиція водно-паливної емульсії

1. Нанокомпозиція водно-паливної емульсії, що містить бензин або дизельне паливо, воду, емульгатор і стабілізатор, яка відрізняється тим, що вона додатково містить колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійновибуховим диспергуванням металевих гранул у воді, метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, 3 двигуна, а також отримання ефекту плакування, який забезпечує підвищення компресійних властивостей двигуна. Це досягається тим, що в композицію додатково введений колоїдний розчин металевих наночастинок. Запропонована, як і відома нанокомпозиція водно-паливної емульсії, містить бензин або дизельне паливо, воду, емульгатор, стабілізатор і, відповідно до цієї пропозиції, вона додатково містить колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул у воді, метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, алюмінію, магнію, галію, сурми, селену, тербію, празеодиму, самарія, гадолінію, церію, лантану, ітрію, неодиму, а компоненти емульсії узяті в наступних співвідношеннях, мас. %: бензин або дизельне паливо - 65-95; вода - 2-25; колоїдний розчин металевих наночастинок - 2-10 із змістом наночастинок 0,00001-0,01; емульгатор - 0,5-1; стабілізатор - 0,01-0,4. При цьому колоїдний розчин металевих наночастинок отриманий на основі води, спирту або суміші води і спирту. У композицію додатково введений колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул у воді. Це дозволяє зменшити шкідливі викиди вихлопних газів двигуна за рахунок більш повного згорання палива, зменшити витрату палива за рахунок більш повного його згорання, а також отримати ефект плакування за рахунок осадження металевих наночастинок на стінках циліндрів двигуна. Ерозійно-вибухове диспергування металевих гранул у воді забезпечує отримання металевих наночастинок з вузькою кривою розподілу гранулометричного складу наночастинок, що дозволяє вводити в композицію вузькодисперсний наноматеріал. Метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, алюмінію, магнію, галію, сурми, селену, тербію, празеодиму, самарія, гадолінію, церію, лантану, ітрію, неодиму. Благородні метали, а також марганець, нікель, хром, магній є каталізаторами горіння і сприяють більш повному згоранню палива. Мідь, олово, цинк, залізо, срібло, молібден, титан, нікель і хром виступають в ролі металів, що плакують. За рахунок того, що циліндро-поршнева група постійно обробляється металами, що плакують, припиняється процес старіння двигуна, стан якого покращується, компресія вирівнюється і зростає. Наночастинки, зважаючи на їх малий розмір, утворюють надзвичайно тонкий шар плакування на циліндро-поршневій групі і не призводять до появи подряпин. Родій, мідь, срібло, золото, паладій, платина, залізо, марганець, хром, кобальт, ванадій, цирконій, титан, тербій, празеодим, самарій, гадоліній, сурма, селен підвищують ефективність 30741 4 палива. Рідкоземельні метали, перехідні метали, метали груп IIА, IIІВ, VB або VIB Періодичної Таблиці Д.І. Менделєєва підвищують ефективність палива. Мідь, цирконій олово, молібден, цинк, нікель, срібло і алюміній сприяють зменшенню витрати палива і зниженню токсичності вихлопних газів двигуна. Рідкоземельні метали сприяють поліпшенню згорання палива і згоранню сажі. Компоненти емульсії узяті в наступних співвідношеннях, мас. %: бензин або дизельне паливо - 65-95; вода - 2-25; колоїдний розчин металевих наночастинок - 2-10 із змістом наночастинок 0,00001-0,01; емульгатор - 0,5-1; стабілізатор - 0,01-0,4. При значеннях мас.% компонентів менше нижніх меж знижується ефективність палива і знижується седіментаційна стійкість емульсії. При збільшенні мас.% води більше 25 також знижується ефективність палива. При збільшенні мас.% колоїдного розчину і металевих наночастинок більше верхніх меж непропорційно збільшуються витрати. Оптимальні значення мас.% емульгатора - 0,5-1; стабілізатора - 0,01-0,4. Ці значення відповідають хорошій агрегативній стійкості емульсії. Водно-паливну емульсію отримують таким чином. Бензин і дизельне паливо застосовують всіх марок. Воду застосовують дистильовану або очищену на побутових фільтрах. В якості емульгатора застосовують пентол в суміші з твін80 у ваговому співвідношенні 2:1, пентол в суміші з ОП-4 у ваговому співвідношенні 3:1. Вагове співвідношення емульгаторів визначає якнайкращі властивості емульгування при їх застосуванні в концентрації 0,5-1% від всієї емульсії. Нижній і верхній показник складу емульгатора відповідають хорошій агрегативній стійкості емульсії. В якості стабілізатора застосовують солі чотиривалентного титану в кількості 0,01-0,4мас.% від всієї емульсії. У даному інтервалі концентрацій стабілізатора зберігається хороша седіментаціна стійкість емульсії. Для отримання емульсії використовується колоїдний розчин металевих наночастинок по ТУ У 24.6-35291116-001:2007 із змістом наночастинок 0,00001-0,01мас.% до всієї композиції. Водний колоїдний розчин металевих наночастинок отримують заздалегідь ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул, що знаходяться у воді [див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійновибухового диспергування металів. МПК B22F 9/14. Опубл. 25.05.2007. Бюл. №7.]. При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, в яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випарованого металу, в точках контактів металевих гранул одна з одною виникають іскрові розряди, в яких здійснюється вибухоподібне диспергування металу. У каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів. Ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібно руйнуються на найдрібніші наночастинки і пару. Розплавлені наночастинки, що розлітаються, потрапляють у 5 воду і утворюють колоїдний розчин, який додають в композицію. Спиртовий колоїдний розчин металевих наночастинок отримують заздалегідь ерозійновибуховим диспергуванням металевих гранул, що знаходяться в спирті. Водно-спиртовий колоїдний розчин металевих наночастинок отримують змішуванням водного колоїдного розчину металевих наночасток із спиртом. Для приготування емульсії розчиняють емульгатор у воді, а стабілізатор в бензині або дизельному паливі. Колоїдний розчин в кількості 210мас.% із змістом металевих наночастинок 0,00001-0,01мас.% від всієї емульсії вводиться в композицію. Потім за допомогою ультразвукового диспергатора перемішують розчини разом для створення емульсії. Після приготування емульсії її використовують замість бензину або дизельного палива в автомобілях. 30741 6