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固体酒精的制备与探究 答辩人：黄继廉 专业：材料科学与工程 指导老师：孔祥建 内容 一：前言 二：实验部分 三：实验结果与讨论 四：结论 五：致谢 一：前言 固体酒精是介于固体与液体的一种物质形态，其形态随温度变化可由凝胶态变为溶胶态。利用这一特性，往无水乙醇中添加胶凝剂就可以改变其物质形态，制备固体酒精。依据胶凝剂的不同，主要有短硬脂酸盐、醋酸盐等胶凝剂；依据制备工艺可以分为一步法、两步法。 固体酒精具有使用安全、携带方便、经济实惠等优越的特点。 国外关于固体酒精的研究始于1968年，国内的研究起步于1988年。 二：实验部分 固体酒精的制备与表征： 采用醋酸钙、醋酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸铝作为胶凝剂来制备固体酒精，通过性状比较、燃烧热测试、熔点测试、燃烧测试等方法，对各种胶凝剂的凝胶效果进行比较，并对所制备的固体酒精予以表征，得出制备固体酒精的较佳配方。初步探讨酒精和地沟油掺混制备固体酒精的配方和工艺。 实验目的： 1：探讨以醋酸钙为胶凝剂的条件下，制备固体酒精的较佳温度。 2：探讨短链胶凝剂中醋酸钙和醋酸钠的凝胶效果；长链胶凝剂中硬脂酸铝和硬脂酸钠的胶凝效果。 3：探讨无水乙醇和地沟油掺混制备固体酒精的配方和工艺。 三：实验结果与讨论 1：如表3-1所示，以醋酸钠为胶凝剂制备固体酒精的效果很差，所得的固体酒精的质量少，而且形状很差。 3：虽然温度越高，对应的固体酒精的软化时间越长，但出于经济性考虑，醋酸钙凝胶固体酒精的较佳温度应选40℃。 4：通过控制硬脂酸钠、硬脂酸铝用量而制备固体酒精的实验表明，硬脂酸钠用量在2.0g时的固体酒精呈现果冻形状且硬度很好，硬脂酸铝用量在1.5g时的固体酒精呈现果冻形状且硬度很好，由此可见，以硬脂酸铝为胶凝剂制备固体酒精的效果较硬脂酸钠好。 5：由图1可知，以硬脂酸盐为胶凝剂而制备的固体酒精的熔点在65℃以上，故可以长时间保存而不会出现流淌。 6：无水乙醇与地沟油质量比为6:4、5:5条件下的固体酒精的性状较好，残渣率却很大。 7：随着地沟油质量分数的增大，对应的熔点区域值有所降低；当无水乙醇与地沟油等质量混合时，所制备的固体酒精的熔点范围与没加地沟油的固体酒精的相近。 8：通过燃烧测试实验表明，固体酒精的Qv与胶凝剂的种类与用量无关，掺混地沟油的质量分数越大，其Qv值越大。 四：结论 醋酸钙的凝胶效果比醋酸钠的好，硬脂酸铝的凝胶效果比硬脂酸钠的好。 醋酸钙凝胶固体酒精的较佳温度为40℃。 无水乙醇与地沟油质量比为6:4、5:5条件下的固体酒精的性状较好，但残渣率却很大，至于是什么原因而导致的这种现象，以现在的实验基础尚不可知，。因此，这是亟待解决的问题。 五：致谢 该研究凝结了孔祥建老师的心血与汗水。在此，衷心感谢孔祥建老师。 感谢刘光灿老师在燃烧热测试中的指导。 感谢任登勋、何勃、陈良勇等同学在实验中给予的帮助与支持。 感谢母校为我提供了一个具有浓重学习氛围的环境。 最后，感谢答辩小组的各位老师及在场的各位同学。 * * 针状 8.18 50 10 块状 15.52 50 5 碎冰状 2.12 50 3 形状 固体酒精质量(g) 无水乙醇(ml) 醋酸钠(g) 表3-1 不同醋酸钠用量条件下制备固体酒精的结果 6 10 10 5.8 10 8 5.5 10 6 5 10 5 3 10 4 2 10 2 软化时间（h） 无水乙醇（ml） 醋酸钙（ml） 表3-2 不同醋酸钙用量的固体酒精的软化时间 2：如表3-2所示，以醋酸钙作为胶凝剂的固体酒精容易软化，不宜长时间保存，最好现配现用。 4 10 4 40 6 10 4 60 4.5 10 4 50 3 10 4 30 1.5 10 4 20 软化时间(h) 无水乙醇(ml) 醋酸钙(ml) 温度(℃) 表3-3 不同温度条件下制备的固体酒精的软化时间 图3-1 不同硬脂酸钠、硬脂酸铝用量的固体酒精的熔点曲线 66.67％ 好 15 15 3 53％ 好 12 18 3 38％ 很差 9 21 3 32.67％ 差 6 24 3 22％ 差 3 27 3 残渣率 性状 地沟油(g) 无水乙醇(g) 硬脂酸铝(g) 表3-4 掺混不同质量分数地沟油的固体酒精的残渣率 图3-2 掺混不同质量分数地沟油的固体酒精的熔点曲线 34.25kJ·g-1 33.20kJ·g-1 28.28kJ·g-1 28.50kJ·g-1 地沟油质量分数为50％的固体酒精的Qv 地沟油质量分数为40％的固体酒精的Qv 硬脂酸钠用量为1.5g的固体酒精的Qv 硬脂酸钠用量为2g的固体酒精的Qv 表3-5 不同硬脂酸盐的固体酒精的Qv及掺混地沟油的固体酒精的Qv