我們對精杰元公司的EPS燃油處理裝置對燃油的作用進行中子小角散射（SANS）研究。經(jīng)過對兩種樣品（一為普通燃油，一為經(jīng)過EPS燃油改善處理裝置的燃油）的比較研究，我們發(fā)現(xiàn)前者含大于300納米尺度的分子團粒，后者成分的尺度小于3納米，而且至少在一周內(nèi)不變。實驗結(jié)果有助于說明EPS燃油處理裝置對燃油的燃燒效果改善的機理。
簡介
小角中子散射（SANS）是一種先進的實驗技術(shù)，用來探測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。尤其對于流體及軟物質(zhì)更為有用，因為諸如顯微等實空間技術(shù)往往無能為力。散射技術(shù)測量物質(zhì)的密度分布或漲落，但用的是付里葉空間。然而對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)，一些具體數(shù)據(jù)可被換算出來。 通常它被用來測量復(fù)雜流體內(nèi)顆粒的大小、形狀及其分布，這些流體包括膠體、高分子溶液、表面活化劑組合、微懸浮液等。在世界主要實驗室里的儀器，它們能測量的微結(jié)構(gòu)線度在1納米到1微米之間。
實驗細節(jié)
我們做了三次實驗，完成了對數(shù)個樣品的測量。實驗在我院中子研究中心用NG7-SANS儀器完成。所用中子波長為0.60納米及0.81納米。散射矢量（Q）值在0.008nm-1到1nm-1之間，對應(yīng)于實空間尺度1nm到120nm。所用燃油樣品為“皇冠”加油站在馬里蘭州蓋城出售的普通柴油。所用的遠通器件為EPS-1型。樣品油在進行測量時是裝在一個柱形容器內(nèi)，中子在通過兩個圓形平面之間發(fā)生散射，其線度為12.7毫米直徑，1毫米高，所用油量為0.2毫升。測量結(jié)果 在三次實驗過程中，我們首先在一個月的時間內(nèi)兩次對所得到的未經(jīng)處理的燃油樣品進行測量。兩次測量結(jié)果類似，兩次測量的Q程稍有不同，顯示樣品中含有尺度大于300nm的分子團。
這種征象不一定屬于Guinier型，所以從曲線的形狀上得不到具體的分子團的大小數(shù)據(jù)，因為它們已經(jīng)超越了本儀器所能測量的范圍，其上限為Q=0.008nm-1的倒數(shù)，即約120nm的回轉(zhuǎn)半徑，換算為球型直徑為310nm，基本上可以斷定這些團粒的大小為準微米的尺度（即0.5-2μm）。
至于這些團粒是由什么（化學(xué)或物理）成分組成，中子散射不能提供具體線索。但是可以肯定每一個這樣的團粒作為一個整體活動。因為在燃油中大多數(shù)的分子結(jié)構(gòu)都小于10nm，所以這些團?？梢员徽J為是分子團粒，或在一起的分子。因為散射強度是與這些團粒的數(shù)量和它們與燃油中其它成分的“反差”的積成正比，所以我們現(xiàn)在還不能單獨地算出其中的任何一量。
然后，我們將同樣柴油樣品通過遠通器件EPS-1，油樣按器件所指方向，由重力通過EPS-1（箭頭方向水平）。所收集的樣品在一周內(nèi)測量了兩次。兩次結(jié)果相互類似，但都與第一次不同：他們沒有在小Q時往上升的趨勢和跡象。事實上，整條曲線看來是平的，顯示在所測線度上(0.008NM-1到0.4NM-1)沒有可測量到的粒子量。要說明的是，這些實驗都被重復(fù)過至少一次。
結(jié)論
我們可以得出以下結(jié)論：經(jīng)過中子散射測量，發(fā)現(xiàn)普通燃油內(nèi)含大于300納米尺度的分子團粒，而經(jīng)過EPS燃油處理裝置后的燃油的成分均為納米級，沒有發(fā)現(xiàn)大于3nm的顆粒（分子團），原先存在于第一個樣品準微米尺度的團粒不復(fù)存在。中子散射的這一實驗結(jié)果有助于說明EPS燃油處理裝置對燃油的燃燒效果改善的機理。
