丁醇是一种易燃液体,用作燃料和工业溶剂。与汽油一样,丁醇也是一种碳氢化合物,也就是说它由氢、氧和碳等化学元素组成。大多数内燃机燃烧丁醇时不会出现问题,尤其是更现代的发动机。这一事实促使人们研究将丁醇用作燃料添...
丁醇是一种易燃液体,用作燃料和工业溶剂。与汽油一样,丁醇也是一种碳氢化合物,也就是说它由氢、氧和碳等化学元素组成。大多数内燃机燃烧丁醇时不会出现问题,尤其是更现代的发动机。这一事实促使人们研究将丁醇用作燃料添加剂和替代燃料。
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拿着烧杯的科学家对丁醇作为替代燃料的兴趣很大程度上源于它比乙醇具有某些显著的优势。例如,使用这种碳氢化合物的发动机比使用乙醇的发动机在低温下起动要容易得多。这是因为一种叫做汽化热的化学性质。燃料在发动机中燃烧之前必须先汽化,丁醇在低温下比乙醇更容易蒸发。它的蒸发量也比汽油和乙醇小得多,燃烧时比乙醇释放的能量多。由于丁醇在分子水平上的结构方式,丁醇被认为是一种酒精。实际上,这意味着,除其他外,它能溶于水,并且有一定的毒性,特别是在烟雾未被适当控制或不通风的情况下。它还以几种稍微不同的形式存在,称为同分异构体。这些不同的化学结构都有相同的化学式和组分,但有一些不同的性质。其中一种异构体,即叔丁醇,在室温下实际上是一种固体,因此不能单独用作燃料。燃料用丁醇的生产传统上是通过发酵生物量来完成的,例如藻类、玉米和其他含有纤维素的植物材料,而这些材料不能被用来做食物,否则会被浪费掉发酵过程主要由一种名为
乙酰丁酸梭菌的细菌促进。奇怪的是,这些细菌与引起肉毒杆菌中毒的细菌有着非常密切的关系。其他微生物也能发酵这些物质,对这些类型的生产技术的研究正在进行中。最近,大多数丁醇都是从化石燃料中工业化生产的。鉴于丁醇相对于其他燃料的优势,许多人想知道为什么它没有得到更广泛的应用。主要原因是,在许多情况下,生产和投放市场的成本比汽油的成本高很多。而且,虽然它的能量含量比乙醇高,但生产它需要的原材料也要多很多。一些新的发展,然而,通过发酵可以显著提高丁醇的产量。