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为解决废机油（WEO）处理及水煤浆（CWS）依赖化学添加剂的问题，研究人员利用 WEO 制备稳定油包水乳液并与煤颗粒混合。发现油 / 水比超 8:2 时乳液稳定，煤浆稳定性和流动性良好，为 WEO 利用和煤浆制备提供新路径。
在能源与环保领域，废机油（WEO）作为量大面广的危险废弃物，其处理一直是难题。传统处理方式如加氢精炼、溶剂精制等成本高且可能带来二次污染，而水煤浆（CWS）制备通常依赖化学添加剂（如聚合物、表面活性剂），存在成本高、环境毒性等问题。如何将废机油变废为宝，同时实现水煤浆绿色制备，成为亟待突破的科学与技术瓶颈。
为攻克上述难题，国内研究团队开展了废机油在水煤浆制备中的创新应用研究。该研究成果发表在《Fuel》，旨在探索利用废机油自身成分特性，构建无化学添加剂的稳定水煤浆体系，为危险废弃物资源化和清洁燃料制备提供新思路。
研究人员主要采用以下关键技术方法：通过 X 射线荧光光谱（XRF）、红外光谱（IR）、流变仪（DHR-1）等对废机油的成分和粘温特性进行表征；运用四组分分析法和气相色谱 - 质谱（GC-MS）分析废机油的有机组成及有毒成分；通过调控油 / 水比例，研究乳液稳定性及流变行为；利用界面流变学手段，探究煤颗粒在油 - 水界面的吸附作用及对界面膜性质的影响。
废机油成分分析与界面活性研究
废机油主要含饱和组分，少量树脂（3.40 wt%）和沥青质（0.33 wt%）。根据石油化学理论，树脂和沥青质作为油相体系中的活性成分，可吸附于油 - 水界面形成保护性界面膜，显著影响乳液的形成与稳定性。GC-MS 分析显示，废机油还含有多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）、酚类、金属氧化物等有毒有机成分，这些物质同样具有界面活性，有助于油包水（W/O）乳液的稳定。
油 / 水比例对乳液性能的影响
研究发现，油 / 水比例是影响乳液稳定性和流变行为的关键因素。当油 / 水比超过 8:2 时，废机油中的天然表面活性剂（如树脂、沥青质）可有效促进油包水乳液的形成，乳液稳定性显著提升。较高的油相比例有助于形成连续相，增强乳液的整体稳定性，为后续与煤颗粒混合奠定基础。
煤颗粒对界面膜及煤浆性能的作用
界面流变学研究表明，细煤颗粒通过吸附在油 - 水界面，增强了界面膜的强度和弹性。煤浆的稳定性和流动性得益于多重机制：一是较高的本体相粘度提供了结构支撑；二是可变形的弹性界面膜减少了颗粒间的直接作用；三是乳化液滴填充煤颗粒间隙，结合内相水（超过 60 wt%），形成均匀分散体系。这些因素共同作用，使煤浆在无化学添加剂条件下仍具备良好的稳定性和流动特性。
环境意义与应用价值
该研究首次利用废机油自身界面活性物质制备无添加剂水煤浆，不仅规避了传统化学添加剂的环境风险和成本问题，还为废机油这一危险废弃物提供了高值化利用途径。通过将废机油转化为稳定煤浆组分，既减少了其对土壤、水体的潜在污染，又降低了水煤浆制备对石油基添加剂的依赖，符合循环经济和绿色化学理念。研究成果为煤炭清洁利用技术提供了新方向，对推动能源行业可持续发展具有重要意义。
综上所述，该研究通过揭示废机油 - 水 - 煤颗粒体系的界面作用机制，成功构建了无化学添加剂的稳定水煤浆制备方法，为危险废弃物资源化利用和清洁燃料技术发展提供了理论与技术支撑。未来可进一步拓展废机油在其他复合燃料体系中的应用，深入探索界面活性物质的调控机制，以实现更高效的资源循环与环境治理目标。
