含纳米贵金属以提高汽柴油燃烧效率的浓缩剂及其添加剂与制法的制作方法

1.本发明涉及浓缩剂，尤其涉及一种其中含有纳米贵金属的浓缩剂，且该浓缩剂与石油馏出物混合成添加剂，该添加剂被加入至汽油或柴油后，能提高汽/柴油的燃烧效率。


背景技术：

2.由于各式车辆所排放的燃烧废气，已被证实是造成空气污染的主要原因，且前述废气被人们吸入至身体后，将会对人们的器官、神经造成伤害，因此，世界各国相关领域的技术人员及主管机关纷纷就各式内燃机所衍生的空气污染原因，进行诸多方面的研究及分析。
3.现今已被广泛应用至各式内燃机的减少空污装置，大多需额外加装其它设备或是对原有机构进行修改，例如，加装自动调温式空气滤清器、改良进气歧管及进气孔构形、改良化油器构形、改良节汽门开启器与缓冲器、改良燃烧室构形、增设排气再循环装置(egr)、增设二次空气供给装置、增设渗漏油气的还原装置
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等，以达到减少废气中一氧化碳(co)、碳氢化合物(hc)、氮氧化物(nox)
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等有害物质的效果。然而，此种方式不仅会加大使用者的金钱负担，对于车厂来说，也会提高设计与配置车辆内部空间的难度。
4.除了对硬件架构进行改良之外，也有使用者尝试使用稀薄的燃料混合气，以达到减少co、hc的目的，但是，一旦燃料混合气太稀薄时，则容易发生不容易燃烧的状况，且容易导致燃烧后速度变慢的问题，因此，业界就应运而生地开发设计出一种名为cvcc(compound vortex controlled combustion)的技术，cvcc会先以较浓的燃料混合气进行点火，然后，再以较稀薄的燃料混合气进行燃烧。另外，前述cvcc需采用专门的引擎系统与技术，导致车辆的最终成本居高不下。
5.一般来说，解决内燃机所造成的空气污染问题，其最根本的方法除了要减少各式内燃机的使用之外，还必须要有效地提升燃料的能量效率，因此，有使用者会尝试在汽油箱内灌注汽油精，又，随着汽油精的成份不同，其所能达成的功效包括了清除油箱内的水分及杂质、清除汽油管路的杂质、清除喷油嘴的残胶、清除燃烧室的积碳
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等。然而，前述汽油精主要是改善外在环境(如：油箱、汽油管路、喷油嘴)，以使汽油能发挥正常的燃烧效率，这种结果，申请人认为仍有改善空间，因此，如何提供一种更加优良的产品，以期燃料在燃烧过程中不仅能获得最佳的燃烧，以产生最大的动力，还令其中有害的污染物质能在该最佳的燃烧过程中消失殆尽，而不致残留在所排放的废气中，即成为本发明的一大课题。


技术实现要素：

6.发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种含纳米贵金属以提高汽柴油燃烧效率的浓缩剂及其添加剂与制法，以期通过本发明的产品，能提供使用者更加良好的使用经验，同时能有效达成节能与降污的功效。
7.本发明的一个目的，是提供一种含纳米贵金属提高汽柴油燃烧效率的浓缩剂，其
能添加至一石油馏出物中，以形成一添加剂，其中，该浓缩剂包括纳米贵金属粒子、纳米氧化锌粒子与分散剂，且纳米贵金属粒子至少含有纳米黄金粒子，如此，该浓缩剂被作为一添加剂，且被添加至汽油或柴油后，通过其内的纳米贵金属粒子的作用，能够有效地提高汽油与柴油的燃烧效率。
8.本发明的另一个目的，是提供一种含纳米贵金属提高汽柴油燃烧效率的添加剂，其能添加至汽油或柴油中，该添加剂至少是由一石油馏出物及前述浓缩剂所组成，其中，该浓缩剂占该添加剂的重量百分比为2％～10％，该石油馏出物则占该添加剂的其余重量百分比，如此，当该添加剂被添加至汽油或柴油后，能令汽油与柴油发挥出最佳燃烧效率，不仅使内燃机产生最大的动力，还能使汽油与柴油中所含的污染物能因最佳燃烧效率而消失殆尽，不致残留在内燃机所排放的废气中。
9.本发明的再一个目的，是提供一种含纳米贵金属提高汽柴油燃烧效率的浓缩剂的制法，其中，该浓缩剂是添加至一石油馏出物中，以形成一添加剂，且该添加剂能被添加至汽油或柴油中，该制法是先将分散剂与纳米氧化锌水溶液两者混合成一第一溶液，之后，对该第一溶液进行第一次搅拌，且第一次搅拌时间为12～16小时，接着，静置搅拌后的该第一溶液，且静置时间为72～96小时，以在底部形成沉淀胶体，以及在该沉淀胶体的上方形成一第二溶液，取出该第二溶液，并在该第二溶液中直接添加纳米贵金属粒子或是添加纳米贵金属溶液，以形成一第三溶液，其中，该纳米贵金属至少为黄金，最后，对该第三溶液进行第二次搅拌，且第二次搅拌时间为4小时后，即形成该浓缩剂。
10.为便于对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，先举实施例配合附图，详细说明如下：
附图说明
11.图1是本发明的浓缩剂的流程图；
12.图2是本发明的第一溶液经静置后的形态示意图。
13.【附图标记说明】
14.101～105：步骤
15.a1：沉淀胶体
16.a2：第二溶液
具体实施方式
17.本发明是一种含纳米贵金属以提高汽柴油燃烧效率的浓缩剂及其添加剂与制法，在实际使用上，该添加剂能够先被添加至车辆的油箱中，之后，再将汽油或柴油加入至该油箱内，以使该添加剂能与该汽油或柴油混合。经申请人测试后，150毫升(ml)的添加剂能够混合至50公升至150公升的汽油或柴油中，即可达成后述提高燃烧效率的功效。
18.在本发明的一实施例中，该添加剂至少由一石油馏出物(或称石脑油(naphtha))与一浓缩剂所构成，且该浓缩剂占该添加剂的重量百分比为2％～10％，该石油馏出物则占该添加剂的其余重量百分比(如：90％～98％)，另外，在这特别一提的是，随着使用上的需求，该添加剂中也可增加其它材料，此时，该石油馏出物便会随之减少其所占有的重量百分比，而能低于前述数值(90％～98％)以下。该浓缩剂包括纳米贵金属粒子、纳米氧化锌粒子
与分散剂(或称助剂)，其中，该纳米贵金属粒子主要是用以提高汽/柴油的燃烧效率，且其至少含有纳米黄金粒子；该纳米氧化锌粒子则为光催化剂，具有催化作用，其能促使该添加剂的反应速率增加；该分散剂除了能使纳米贵金属粒子、纳米氧化锌粒子均匀分布于该浓缩剂中之外，其还能够令该浓缩剂乳化为可混合至该石油馏出物的溶液，以达到油水相容的效果。
19.现就该浓缩剂中的纳米贵金属粒子的功效与重量百分比进行说明，首先，该纳米贵金属粒子包括纳米黄金(au)粒子，且占该浓缩剂的重量百分比为50～350ppm，其中，基于纳米黄金粒子所具备的独特电位特性，令其对氧具有极强的吸附力，而能被当作催化剂使用，且纳米黄金催化剂在室温下就能进行反应，且不受水汽影响。因此，本发明的添加剂被混合至汽油或柴油后，能够使得流入车辆的内燃机中的燃料(即，已经混合添加剂的汽油或柴油)，基于纳米黄金粒子所具备的强氧化特性，以抓取空气中或汽/柴油的氧，而有效地增加燃料中的含氧量，以帮助前述燃料具有更佳的燃烧效果。
20.其次，该纳米贵金属粒子还包括纳米钯(palladium，pd)粒子，且占该浓缩剂的重量百分比为50～350ppm，其中，钯具有优良的吸氢能力，且其被制作成纳米级微粒后，颜色将会由银色转变为黑色，也因此而被称之为“钯黑”，此时，由于尺寸效应及大比例的表面积效应，将使钯从惰性物质转变成活性极佳的催化剂，由于纳米钯粒子对光能及热能的反射率极低，通常低于1％，也即大约几微米的直径就能完全消光，而成为高效率的能量转换材料。此外，由于白金(platinum，又称铂金)与铑(rhodium，rh)等，都具有相同于钯的特性，且对光能及热能具有极低的反射率，因此，在本发明的其它实施例中，该浓缩剂还能包括纳米白金粒子与纳米铑粒子，其中，该纳米白金粒子会占该浓缩剂的重量百分比为50～250ppm；该纳米铑粒子则会占该浓缩剂的重量百分比为30～120ppm。
21.在这特别一提的是，汽油(gasoline)是原油蒸馏产物的一部分，主要是由五个碳至十个碳组成的碳氢化合物，其构造包括石腊烃(也即，链状烃(paraffins))、环状烃(naphthenes)及芳香烃(aromatics)等。又，为了提高汽油品质，使其在车辆的内燃室燃烧时，能有较好的燃烧效果，业界还发展出将长链状的碳氢化合物环状化而形成环状烃，再令环状烃经裂解作用(cracking)、聚合作用(polymerization)与脱氢作用(dehydrogenation)后，而成为芳香烃的作法。然而，本发明的添加剂被混合至汽油或柴油后，通过纳米钯粒子与纳米白金粒子的特性，能够使流入内燃机中的燃料，由原本的长链状碳氢化合物的燃料分子，裂解成为短链状碳氢化合物的燃料分子，进而激发出该燃料的最大能量效率，同时，其吸氢能力还能有效地增加燃料中的含氢量，以使前述燃料具有更佳的燃烧效率，不仅能令内燃机产生更大的动力，且能使该燃料中所含的污染物能因更佳的燃烧效率而消失殆尽，不致残留在该内燃机所排放的废气中。
22.另外，该纳米贵金属粒子还包括纳米铈(cerium，ce)粒子，且占该浓缩剂的重量百分比为50～350ppm，其中，纳米铈粒子能够避免其它纳米贵金属粒子团聚，以确保其它纳米贵金属粒子能够保持预期的功效(如：抓氧、吸氢
…
等)。除此之外，钌(ruthenium，ru)能够达成近似于铈(ce)的特性，因此，在本发明的其它实施例中，该浓缩剂还能包括纳米钌粒子，且该纳米钌粒子会占该浓缩剂的重量百分比为30～250ppm。
23.该纳米氧化锌粒子会占该浓缩剂的重量百分比为0.5％～2.5％，该浓缩剂在扣除所有纳米贵金属粒子与纳米氧化锌粒子之后，其余的重量百分比都为分散剂(约97.3％～
99.4％)，此外，若该浓缩剂还另行添加其它材料，则该分散剂所占有的重量百分比也会相应减少，又，在该实施例中，该分散剂能为辛醇(octanol)与蓖麻油(castor oil)的均匀混合物或其衍生物。该分散剂最主要的作用，是使该浓缩剂同时具有亲油性与亲水性，以能够充分混合至该石油馏出物与汽/柴油中，而不会因无法相容而形成分离形态。但在本发明的其它实施例中，并不限制该分散剂的种类，其能够为石油溶剂、生物萃取物与界面活性剂的混合物，只要其足以使浓缩剂达成前述油水相容的功效，均为本发明所称的分散剂。
24.现就该浓缩剂的制作方法进行说明，请参阅图1所示，该制作方法包括下列步骤：
25.(101)将分散剂与纳米氧化锌水溶液两者混合成一第一溶液，其中，该分散剂与该纳米氧化锌水溶液两者是以4:1的比例混合成该第一溶液；在该实施例中，该纳米氧化锌水溶液至少由纳米氧化锌粉末、水与聚丙烯酸衍生物所组成，其中，纳米氧化锌会分散于该纳米氧化锌水溶液中，并会占该纳米氧化锌水溶液的重量百分比为5％；
26.(102)对该第一溶液进行第一次搅拌，且第一次搅拌时间为12～16小时；在该实施例中，该第一溶液会在室温的环境下，以转速500～1500rpm进行搅拌；
27.(103)将经过搅拌的该第一溶液，进行静置，且静置时间为72～96小时，直到前述第一溶液中的底部形成一沉淀胶体a1，同时，在该沉淀胶体的上方形成透明的一第二溶液a2(如图2所示)，且该第二溶液a2中会含有纳米氧化锌粒子，其中，原本第一溶液中的沉淀物(如：聚丙烯酸衍生物)与水皆会位于下层(即，沉淀胶体的区域)，油性的液体与其内成分(如：纳米氧化锌粒子)都会处于上层(即，第二溶液的区域)；
28.(104)取出该第二溶液a2，并在该第二溶液a2中直接添加纳米贵金属粒子或是添加纳米贵金属溶液，以形成一第三溶液，其中，前述纳米贵金属能够为黄金、钯、铈、白金、钌、铑
…
等；此外，少量贵金属溶液为水相溶液，则且仍具有油水相溶的性质，而可直接被混合至该第二溶液a2中；及
29.(105)对该第三溶液进行第二次搅拌，且第二次搅拌时间为4小时后，便会形成该浓缩剂；在该实施例中，该第三溶液会在室温的环境下，以转速500～1500rpm进行搅拌。
30.最后，将该浓缩剂与石油馏出物相混合，即形成本发明的添加剂，且由于该浓缩剂含有大量的分散剂，因此能充分地混合至石油馏出物中，且该添加剂也可混合至汽/柴油中。在该实施例中，当该浓缩剂与石油馏出物混合后，还会再静置至少24小时，使得极少量未均匀互溶的贵金属颗粒能沉淀至底部，以形成一上层液与一沉淀层，接着，取出静置后的上层液，则前述上层液即为该添加剂，如此，当车辆使用含有该添加剂的汽/柴油时，将能避免沉淀物聚积于油管内，造成油管阻塞的情况。由上所述可知，由于该浓缩剂的制作方法中，包括了搅拌与静置等步骤，因此，能够使纳米氧化锌粒子以及纳米贵金属粒子，均匀地分散于该浓缩剂中，之后，本发明的添加剂在被添加至汽油或柴油后，其中的纳米贵金属粒子，如：纳米黄金粒子、纳米钯粒子等，能够有效增加燃料(即，已经混合添加剂的汽油或柴油)中的助燃成分(如：氧)与可燃成分(如：氢)，因此能令汽油与柴油发挥出最佳燃烧效率，不仅能使内燃机产生最大的动力，还能使汽油与柴油中所含的污染物能因最佳燃烧效率而消失殆尽，不致残留在内燃机所排放的废气中，如此，始能积极达成降低石化燃料使用量，且有效实现低污染或零污染的废气排放目标。
31.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在
本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。