[發(fā)明專利]醇基金剛石納米流體的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810041820.X
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101407715A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于偉;謝華清;陳立飛;黎陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海第二工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09K5/08
• 分類號: C09K5/08
• 代理公司: 上海東創(chuàng)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 寧芝華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有良好熱穩(wěn)定性的且導(dǎo)熱系數(shù)有較大提高的醇基金剛石納米流體的制備方法。

背景技術(shù)

傳熱流體在許多領(lǐng)域，如能源、化工、汽車、建筑、微電子、信息等，具有舉足輕重的地位。傳統(tǒng)流體介質(zhì)，如水、醇、油等，其導(dǎo)熱系數(shù)較低，而熱交換系統(tǒng)的傳熱負(fù)荷和傳熱強度日益增大，低傳熱性能的換熱工質(zhì)已成為制約高負(fù)荷傳熱和特殊條件下強化傳熱技術(shù)發(fā)展的主要障礙，特別是在能源、化工、微電子、信息等高技術(shù)領(lǐng)域。因此，研制導(dǎo)熱系數(shù)高、換熱性能好的高效傳熱流體已成為研究的熱點。

1995年，美國Argonne國家實驗室的Choi首次提出納米流體(nanofluids)的概念[U.S.Choi，in：Developments?and?Applications?of?Non-Newtonian?Flows，ASME，New?York，(1995)：99]。所謂納米流體，是指把金屬或非金屬納米粉體分散到水、醇、機(jī)油等傳統(tǒng)換熱介質(zhì)中，制備成均勻、穩(wěn)定、高導(dǎo)熱的新型換熱介質(zhì)。一些醇類，特別是乙二醇、丙二醇，由于具有較高的沸點，所以廣泛用作換熱介質(zhì)。

近年來，含碳或碳納米管的納米流體，由于具有優(yōu)異的強化傳熱性能而備受關(guān)注(劉敏生、林景正，中國發(fā)明專利，一種制備碳納米流體的方法，公開號101063032)，但含納米金剛石的納米流體強化傳熱方面的報道較少。朱斌等人的專利(朱斌、朱頡安、章麗云，中國發(fā)明專利，高導(dǎo)熱系數(shù)的“金剛石-水”系納米流體的制備及應(yīng)用)表明“金剛石-水”系納米流體具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，該流體是將高導(dǎo)熱系數(shù)的金剛石微粒在攪拌或超聲振動條件下，添加到含有離子型、非離子型或兩者按一定比例復(fù)合的表面活性劑的水溶液中，形成“金剛石水”系懸浮液，但該流體由于采用了表面活性劑為穩(wěn)定劑，所以它的熱穩(wěn)定性較差，應(yīng)用過程中易產(chǎn)生泡沫，制約了其在工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。目前汽車發(fā)動機(jī)等高溫發(fā)熱部件的冷卻常用醇基流體，但相關(guān)的含納米金剛石的醇基流體卻沒有相關(guān)的文獻(xiàn)或?qū)＠麍蟮馈?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種不含分散劑、無介質(zhì)污染，具有高導(dǎo)熱系數(shù)及熱穩(wěn)定性的醇基金剛石納米流體的制備方法，即通過將表面功能化的納米金剛石，在攪拌和超聲振動條件下，分散在pH值為8-12的基體流體醇中，得到不含分散劑的醇基金剛石納米流體，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中熱穩(wěn)定性差，應(yīng)用過程中易產(chǎn)生泡沫的缺點。

醇基金剛石納米流體的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：

a)將納米金剛石表面功能化處理，包括在金剛石表面修飾上羥基、羧基或氰基等。

b)將基體流體醇的pH值調(diào)至8-12；

c)在攪拌和超聲振動條件下，將納米金剛石分散到基體流體醇中，其中納米金剛石占0.1-5.0vol％，基體流體醇占95-99.9vol％。

所述的納米金剛石的平均粒徑應(yīng)小于1000nm。

所述的基體流體為乙醇，乙二醇、丙二醇、異丙醇或丙三醇。

用本發(fā)明方法制備的醇基金剛石納米流體，因其不含分散劑，應(yīng)用過程無泡沫產(chǎn)生，可在較高溫下使用，具有良好的熱穩(wěn)定性，有利于熱管理工程設(shè)計。

具體實施方式

實施例1：將體積份額配比為0.25％的表面羥基化的100nm金剛石與體積份額配比為99.75％的pH值為8.5的乙二醇相混合，超聲振動1小時左右。形成的納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比乙二醇增加9.2％。

實施例2：將體積份額配比為0.25％的表面羧基化的50nm金剛石與體積份額配比為99.75％的pH值為8.5的乙二醇相混合，超聲振動3小時左右。形成的納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比乙二醇增加12.6％。

實施例3：將體積份額配比為0.5％的表面羧基化的100nm金剛石與體積份額配比為99.5％的pH值為9的乙醇相混合，超聲振動1.5小時左右。形成的納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比乙醇增加8.1％。

實施例4：將體積份額配比為0.5％的表面氰基化的100nm金剛石與體積份額配比為99.5％的pH值為12的丙二醇相混合，超聲振動3小時左右。形成的納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比丙二醇增加5.6％。

實施例5：將體積份額配比為0.5％的表面氰基化的100nm金剛石與體積份額配比為99.5％的pH值為9的丙二醇相混合，超聲振動2小時左右。形成的納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)比丙二醇增加4.8％。