生物柴油是指以油料作物、动物油脂和废餐饮油等，通过酯交换工艺制成的一种甲酯、乙酯燃料[2]。生物柴油与普通矿物柴油的理化特性比较接近，可供内燃机使用[2]。目前大多是以一定的比例和矿物柴油相混合，形成生物柴油与矿物柴油的混合物[3]。
为了节约能源，控制排放，国内外专家学者做了大量相关实验，从柴油的传统乳化到微乳化，对各种乳化剂、助溶剂的选择和掺混比例进行了对比研究【1】。发现1.传统乳化柴油成本较高，要延长乳化液稳定时间需要增加乳化剂的用量。【2】而微乳化液不但稳定性极高，而且有制备简单，能自发形成，凝点低，能改善排放等优点。2.乙醇等作为一种碳链较短的醇有利于柴油微乳液的形成。【4】3.生物柴油属于可再生能源，是一种清洁的柴油机代用燃料，具有广阔的应用前景。但是纯生物柴油尚无法完全取代矿物柴油【3】。
以往的微乳化配制经常采用各种助溶剂，表面活性剂等【5-9】，本文尝试不使用任何乳化剂、助溶剂和表面活性剂等，将生物柴油在常压下，分别与不同的组分混合形成微乳液，并在不同的温度下，测定其溶解性，得出三相互溶图，找出生物柴油的溶解规律，为柴油微乳液的配比提供参考。根据相似相溶原理可知，在没有助溶剂的情况下，甲醇和柴油很难相溶。而从生物柴油的分子结构可以看出，其具有亲水基团，也有亲油基团存在，和乙醇或者甲醇有着良好的互溶特性。因此，生物柴油可作为一种助溶剂存在，可以降低柴油/甲醇界面的分子间作用力，改善柴油对甲醇的溶解性。
1 柴油-生物柴油-甲醇的溶解性实验
试剂与仪器
0#市售柴油；无水甲醇（分析纯）；生物柴油。不同规格量筒若干；烧杯若干；滴定管三支；移液管；玻璃棒；DK-98-1型电热恒温水浴锅，如图1.1所示，0℃～100℃调节，温度波动±0.5℃，试样油温通过可调节水温控制，天津泰斯特仪器有限公司。

图1.1 恒温水浴锅
为了将水分对实验结果的影响降低到最低程度，特对实验用生物柴油做以水分测定，以保证使用合格的生物柴油。其水分测定结果如表1.1所示：
表1.1 生物柴油水分测定
1 2 3 4 5 平均值 含水率
19.2μg 26.9μg 20.4μg 19.6μg 18.3μg 20.88μg 0.0475%
注：试样密度：0.879g/ml 取量：0.05ml
根据GB/T 20828-2007《柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）》的要求，要求水分含量≤0.05%，而实验用生物柴油水分含量0.0475%<0.05%，因此满足实验要求。
2.试验方案设计
为了研究柴油、生物柴油、甲醇三者之间在不添加任何添加剂时的互溶性，本文设计的实验方案如下：
①首先配制B0（50ml柴油+0ml生物柴油）、B10、B20、B30、B40、B50、B60、B70、B80、B100不同比例的混合燃料各50mL
②将B0试样烧杯放置在恒温水浴锅内并调至20℃，用滴定管将甲醇滴入烧杯，至溶液出现浑浊时记录滴入甲醇量。
③以5℃为步长依次递增温度至45℃，记录甲醇的最大溶解量。
④重复以上步骤，分别测出B10、B20、B30、B40、B50、B60、B70、B80、B100对甲醇的最大溶解量。
⑤再配制好M30（15ml甲醇+35ml生物柴油）、M40、M50、M60、M70、M80、M90、M100不同比例的甲醇-生物柴油混合燃料各50mL。按照步骤②③分别测出M40、M50、M60、M70、M80、M90、M100对柴油的最大溶解量。
分析各组数据，绘出柴油-生物柴油在常压、不同比例、不同温度下对甲醇的溶解性曲线，甲醇-生物柴油在常压、不同比例、不同温度下对柴油的溶解性曲线，以及其互溶三相图。
通过表1.2的数据可以看出随着温度的升高，柴油-生物柴油混合体系对甲醇的溶解性在不断增强。这说明温度对柴油-生物柴油混合燃料溶解甲醇的性能影响很大，B80在45℃时已经可以和甲醇完全互溶。当然，由于实验条件有限，在实验过程中无法控制甲醇在此期间的挥发，因此结果会有一定误差；同时，在实验的过程中无法完全避免温度偏差对实验结果造成影响，但实验整体依然呈现出很好的规律性。
表1.3中的数据呈现出和表1.2类似的规律：横向:生物柴油-甲醇混合燃料对柴油的溶解量也随温度上升；纵向:随着混合燃料中甲醇比例的不断减小，对柴油的溶解量也在不断增大。