汽油发动机产生爆震很大程度上与燃料性质有关，如果汽油很易氧化，形成的过氧化物不易分解，自燃点低，就很容易发生爆震现象，所以汽油抗爆剂是汽油质量最重要的指标之一，通常用辛烷值来衡量。随着我国新的车用汽油标准的逐步实施，各炼厂正面临如何提高汽油辛烷值以满足对无铅、高辛烷值汽油需求的问题。由于汽油机中的爆震是一种链反应，可以采用在汽油中加入添加剂，使反应链中断，以提高汽油的辛烷值。这是目前最经济、最行之有效的方法之一。
辛烷值是车用汽油最重要的质量指标，它综合反映一个国家炼油工业水平和车辆设计水平，采用汽油抗爆抗震剂是提高车用汽油辛烷值的重要手段。添加汽油抗爆抗震剂可提高汽油的抗爆性能，即车用无铅汽油国家标准《GB17930-20061》的研究法辛烷值和抗爆指数，是生产高标号汽油的主要手段。
1汽油抗爆剂的分类
烷基铅、铁基化合物、锰基化合物连同后来有人研究的稀土羧酸盐等作为抗爆剂，统称为金属有灰类抗爆剂，其中烷基铅由于本身和它燃烧后的产物都有毒，对环境和人体的危害大，1980年以来美国和西欧逐步禁止烷基铅在汽油中添加，我国已于2000年7月在全国停止销售和使用。金属有灰类抗爆剂虽能有效提高汽油的抗爆性，但由于存在颗粒物的排放问题，欧美等发达国家已不再提倡使用。近一段时期以来，汽油抗爆剂的开发研究一直朝着有机无灰类方向发展。有机无灰类抗爆剂主要包括一些醚类、醇类、酯类等。
1.1 金属有灰类抗爆剂
1.1.1 锰基化合物
可作汽油抗爆剂的锰基化合物有：五羰基锰([Mn(CO)5])、环戊二烯三羰基锰([MnC5H5(CO)3])和甲基环戊二烯三羰基锰([MnCH3C5H5(CO)3])，五羰基锰的熔点为154℃，环戊二烯三羰基锰的熔点为77℃，常温下为固体，均不便实际使用。只有甲基环戊二烯三羰基锰性能最好，适于应用。甲基环戊二烯三羰基锰，简称MMT，使用MMT主要有以下效果：(1)提高无铅汽油辛烷值，与含氧调合组分具有良好的配伍性；(2)减少炼油厂及汽车的NOx、CO、CO2的排放，总体上减少碳氢化合物排放；(3)可配合汽车废气排放控制系统，对催化转化器有改善作用，对氧气传感器没有危害；(4)减少排气阀座缩陷，对入气阀具保洁作用；(5)改善炼油操作，降低重整装置操作的苛刻度，降低汽油中的芳烃含量，减少原油的需要量。
目前，对于MMT国产化的研究取得重大进展，从l999年起,上海交通大学化学化工学院开始对MMT的制备工艺进行研究。经过一年的工作，已经得到一条比较简便、实用的工艺路线，并且研究了工艺条件对MMT产率的影响，掌握了最优化的实验条件，使MMT产率达到了65%左右。一旦实现MMT的国产化，作为汽油抗爆剂将可以实现更大价值。
1.1.2 铁基化合物
可作汽油抗爆剂的铁基化合物有:五羰基铁([Fe (CO)5])、二异丁烯羰基铁([ Fe ( CO)5]3 [(C8H16)]5)，硫化羰基铁(Fe2(CO)6[SC2H5]2)等，其代表物为二茂铁，分子式为(C2H5)2Fe，也叫二环戊二烯合铁，是一种橙黄色针状结晶,具有类似樟脑的气味，能升华,熔点为173~174℃，沸点为249℃，不溶于水，易溶于有机溶剂中。二茂铁在汽油中加入质量浓度为0.01~0.03 g/L同时加入质量浓度为0.05~0.10 g/L的乙酸叔丁酯，辛烷值可增加4.5~6.0个单位。此外，目前也有报道，采用二茂铁、聚异丁烯基丁二酰亚胺、聚异丁烯钡盐等可组成一种具有抗爆功能、*、安全、稳定性好的无铅汽油抗爆添加剂。该添加剂用量小，成本低，使用方便，可提高辛烷值。聚异丁烯基丁二酰亚胺一般采用低卤素聚异丁烯基丁二酰亚胺。
我国已开发出以乙醇为溶剂，由环戊二烯连续电解合成二茂铁的新工艺。同时还开发了用醇钠法将C5馏分中分离出的环戊二烯合成二茂铁的方法，转化率在60%以上。
1.1.3 混合稀土羧酸盐
此类化合物具有较好的油溶性和一定的抗爆性，不增加汽油的腐蚀性，能够作为汽油抗爆剂使用，其中混合稀土的环烷酸盐具有较好的开发和应用前景，发现在加入一定量的剂时可以提高高研究法辛烷值0.5~1个单位。就降低单位辛烷值的成本来讲，使用镧的环烷酸盐较为合适，因为环烷酸是石油炼制过程的副产物，能够大规模的生产，成本较低，且实现了废物的利用，对于环保和我国丰富的稀土资源的开发利用具有重要意义。但就已发表的文献来看，稀土羧酸盐作为抗爆剂，目前只是一个方向性探讨。其制备可以采用稀土氧化物与硝酸反应，取其滤液与氢氧化钠反应生成沉淀后,将沉淀以环烷酸溶解即可。
1.2 有机无灰类抗爆剂
有机无灰类抗爆剂能改变燃料的燃烧历程，在一定程度上控制燃烧速度。即抑制反应的自动加速，把燃料燃烧的速度限制在正常燃烧范围内，确保加入的汽油抗爆剂不引起废气催化剂中毒，不增加污染物排放,以及具有良好的抗爆性能。因此，目前对于此类抗爆剂的研究较多。常见的有机无灰类抗爆剂主要有如下几类。
1.2.1 醚类化合物
醚类是提高辛烷值最好的品种，它们具有高辛烷值、低蒸汽压和高燃烧热等突出优点，同时具有优异的燃料相容性和发动机性能，因而其用量不断增长。其中甲基叔丁基醚（MTBE）性能最好，MTBE与汽油调合时具有明显的正调合效应，并具有改善燃烧室清洁度和减少发动机磨损等特点，目前已有应用。当添加质量分数为2%~7%时可将汽油研究法辛烷值提高2~3个单位。醚类的合成比较容易,目前国内已有多套成熟的工艺，可以生产甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)，乙基叔丁基醚(ETBE)等各种醚类，足以满足作为汽油抗爆剂的需要。
1.2.2 酯类化合物
作为汽油抗爆剂，酯类化合物中碳酸二甲酯 (DMC)最受关注，被认为是*发展前途的辛烷值改进剂。另外，研究表明，加入DMC后，对汽油的饱和蒸汽压、冰点和水溶性影响不大。DMC和MTBE相比，DMC的含氧量高，汽油中达到同样氧含量时，DMC的添加体积只有MTBE的40%左右。
另据美国专利报道，丙二酸酯添加剂可以提高汽油的辛烷值。如在基础汽油中加入体积分数为10%的丙二酸二甲酯，可将汽油的辛烷值由89.25提高到99.45。这种添加剂不会增加发动机的磨损，不损坏尾气催化转化器、不违背防污染法规，而且加水后也不发生相分离。
碳酸酯类化合物制备比较容易，一般都是采用醇类与一氧化碳反应制得。
1.2.3 醇类化合物
甲醇、乙醇、丙醇和叔丁醇等低碳醇或其混合物都可用作汽油添加剂。其混合物用作汽油添加剂具有与MTBE相似的功能,还有价格优势，用作汽油抗爆剂具有较大的市场潜力。其中，甲醇和叔丁醇自身有很大的毒性限制了它们在汽油中的发展和应用，乙醇自身毒性小，是可再生的资源，具有相当高的调和值，加入乙醇后的汽油具有良好的抗爆性能，同时尾气中的CO、HC、NOX的排放量分别减少35.7%、53.4%、33%。目前国外大量使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西、欧盟等国家，其中巴西是唯一销售乙醇汽油而不销售普通汽油的国家。我国乙醇汽油的普及始于2001年，2005年E10乙醇汽油普及率达到20%。现在，在黑龙江、辽宁、吉林、河南、安微五省地区全封闭运行，另外，湖北、河北、山东、江苏四省的部分地区(共27市)也在开展普及，计划在“十一五”期间，上述四省也实行全封闭运行。但乙醇汽油存在腐蚀性、油耗增加、油品分层等问题，发达国家在这方面的技术已经比较发达，针对乙醇汽油的添加剂在国内外越来越被关注，目前国内这方面的研究也开始越来越多。
