新型含硼季銨鹽的合成及在焦炭節(jié)能中的應(yīng)用研究.pdf

1、含硼特種表面活性劑具有碳氫表面活性劑無法代替的優(yōu)點,使得硼系表面活性劑具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,關(guān)于這類新型表面活性劑的合成、基礎(chǔ)性質(zhì)和應(yīng)用研究已經(jīng)成為表面活性劑領(lǐng)域最近一段時間的前沿課題,而目前我國關(guān)于這方面的報道還較少。本論文合成的新型含硼季銨鹽未見國內(nèi)外相關(guān)研究報道,本研究的最終成功將填補我國在該領(lǐng)域的研究空白。同時,研究了該新型含硼季銨鹽及其復(fù)配物作為焦炭劣化抑制劑負載在焦炭表面對焦炭熱性能的影響,從而篩選出較優(yōu)的焦炭劣化抑制劑

2、,以期為焦炭熱性能的改性研究及其工業(yè)化應(yīng)用提供一種新的思路。本文的研究內(nèi)容如下:
　　 本論文采用N-甲基二乙醇胺與硼酸合成N-甲基二乙醇胺硼酸酯中間產(chǎn)物,再與溴代十二烷反應(yīng)合成一種新型的含硼季銨鹽N-甲基溴代十二烷基二乙醇胺硼酸酯。通過單因素實驗確定了中間產(chǎn)物和目標產(chǎn)物最佳合成工藝分別為:以甲苯為帶水劑,n(N-甲基二乙醇胺:硼酸)=1.0,m(甲苯)／m(N-甲基二乙醇胺)=1.8,加熱回流約7h；以無水乙醇為溶劑,n(溴代

3、十二烷:硼酸酯)=1.0,加熱回流約8h。最佳工藝條件下中間產(chǎn)物和目標產(chǎn)物的收率分別為96.9％和92.6％。并通過紅外光譜和元素分析確定其結(jié)構(gòu)。
　　 測定了該新型含硼季銨鹽的基本性質(zhì),如溶解性、表面張力、臨界膠束濃度和親水親油平衡值等。研究表明它們易溶于極性有機溶劑,難溶于弱極性或非極性有機溶劑,HLB值大約在10～13,CMC=2.50x10-4mol.L-1,γcmc=27.81mN·m-1。結(jié)果表明該含硼季銨鹽具有良好

4、的水溶性和較高的表面活性。
　　 采用表面噴灑的方式考察了該含硼季銨鹽及其復(fù)配物作為焦炭劣化抑制劑在改善焦炭熱性能方面的應(yīng)用。結(jié)果表明:該含硼季銨鹽能夠改善焦炭的熱性能,具有劣化抑制劑和化學(xué)氣相沉積法的雙重作用,復(fù)配物能夠顯著的改善焦炭的熱性能,很好的發(fā)揮了和其它劣化抑制的協(xié)同作用。比表面積及孔隙度分析儀結(jié)果表明劣化抑制后焦炭的比表面積、氣孔率和氣孔直徑明顯減小。并通過SEM對焦炭的微觀結(jié)構(gòu)進行表征發(fā)現(xiàn),劣化抑制后焦炭表面氣孔直