بررسی اثر نانوساختارهای کربنی خام و عامل دار بر بهبود خواص فیزیکی و احتراقی نفتا

افزایش مصرف سوخت های فسیلی و پیامدهای زیست محیطی ناشی از احتراق آن ها در موتورهای احتراق داخلی، لزوم بهبود کیفیت سوخت و کاهش آلاینده ها را به یک ضرورت پژوهشی تبدیل کرده است. در این مطالعه، اثر افزودن نانوساختارهای کربنی شامل نانولوله های کربنی چنددیواره و نانوصفحات گرافن، در حالت خام و عامل دارشده با گروه های عاملی OH و COOH، بر خواص فیزیکی و احتراقی نفتا بررسی شد. نمونه ها پس از توزین دقیق، اختلاط با همزن مغناطیسی و فراصوت دهی آماده شدند و برای ارزیابی ساختار و سطح نانومواد از آزمون های FTIR، Raman و TEM استفاده شد. همچنین ویژگی های سوخت شامل عدد اکتان، ویسکوزیته، چگالی، نقطه اشتعال و فشار بخار Reid اندازه گیری و مقایسه شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوساختارهای کربنی موجب بهبود معنادار ویژگی های سوخت می شود. عدد اکتان نفتای خالص از ۱/۵۶ به ۷/۶۱ در نمونه حاوی GNP-COOH افزایش یافت. ویسکوزیته از ۷/۰ به ۷/۱سانتی استوکس و چگالی از ۷۱۴ به ۷۴۲ کیلوگرم بر مترمکعب رسید. همچنین نقطه اشتعال از ۳۰ به ۳۷ درجه سانتی گراد افزایش یافت که بیانگر بهبود ایمنی سوخت است. در مقابل، فشار بخار Reid از ۴۱ به ۳۱ کیلوپاسکال کاهش پیدا کرد که نشان دهنده کاهش فراریت و تلفات تبخیری سوخت است. در میان نمونه های بررسی شده، نانوصفحات گرافن عامل دارشده با COOH بهترین عملکرد را در بهبود خواص نفتا نشان دادند. به طور کلی، استفاده از نانوساختارهای کربنی عامل دارشده می تواند راهکاری موثر برای ارتقای کیفیت سوخت و بهبود رفتار احتراقی آن باشد.

کلیدواژه ها:

نفتا ، نانوصفحات گرافن ، نانولوله های کربنی ، عدد اکتان ، آلایندگی موتور