[發明專利]一種基于比吸光度的納米流體的制備方法

有效

• 申請號: 201310053959.7
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103191589A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 楊柳;杜塏
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D21/00
• 分類號: B01D21/00;G01N21/31;G01N21/33;B82Y35/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種納米流體的制備方法，具體來說，涉及一種基于比吸光度的納米流體的制備方法。

背景技術

納米流體的制備是納米流體在工程流體領域應用的基礎和關鍵步驟，在納米流體制備方面，雖然目前已有很多方法應用于強化納米顆粒在液體中分散，包括攪拌、剪切、球磨等物理方法，也有表面修飾、改變pH值等化學方法，然而溶液中還是有一部分納米顆粒處于團聚狀態，并沒有被這些方法分散開來，主要原因是納米顆粒在放置過程中，已經有部分顆粒在固體形態時已經發生團聚，納米顆粒本身有好壞之分，是優等顆粒與劣等顆粒的混合物，又由于制備過程中由于顆粒間很強的作用力，包括范德華力，甚至氫鍵的作用等發生團聚。團聚體很難再次分散開來，而這部分納米顆粒團聚體的存在不僅會削弱納米流體的優異特性，比如微對流、高傳熱傳質性能、低粘度（相對于微米顆粒懸浮液）等，而且在納米流體的使用過程中，這部分團聚體可能成為團聚吸附核心使更多的納米顆粒吸附在上面，從而導致納米流體的分散性進一步的降低。這些團聚體是很難通過物理或化學方法打開，特別是這類靠氫鍵作用的納米團聚體。對于兩步法制備納米流體過程中，目前大多采用直接添加，再采用而外的分散手段，包括分散劑、超聲水浴等，但是這些方法也很難將團聚的納米顆粒團部分散開來。所以在制備納米流體的過程中除掉其中分散性較差的部分，保留分散性較好的部分，而又能獲得需要質量分數的納米流體是本領域技術人員面臨的技術問題。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于比吸光度的納米流體的制備方法，該制備方法可以保證獲得所需的納米顆粒質量分數，并且能通過自然沉降去除掉納米顆粒中包含的分散性較差的納米團聚體部分，從而提高納米流體的分散性。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于比吸光度的納米流體的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

步驟10）測定初始納米流體的吸光度：首先將納米顆粒與基液混合，攪拌均勻，制備出質量分數為K·M的初始納米流體，其中，K>1，M為最終獲取的納米流體的質量分數，然后利用紫外可見分光光度計，測量初始納米流體的吸光度A_ini；

步驟20）分離靜置后沉降的納米顆粒：將步驟10）制備的初始納米流體靜置設定時間后，該初始納米流體分為上層未沉降的納米流體和下層沉降的納米顆粒，然后利用提取設備將上層未沉降的納米流體分離出來；

步驟30）測定分離的納米流體吸光度：利用紫外可見分光光度計，測量步驟20）分離出來的上層未沉降的納米流體的吸光度A_af，隨后利用式（1）獲得該上層未沉降的納米流體的比吸光度I：

I=A_af/A_ini????式（1）；

步驟40）制備質量分數為M的納米流體：向步驟20）分離出來的上層未沉降的納米流體中，添加基液，對該納米流體進行稀釋，稀釋比例為：分離出來的上層未沉降的納米流體質量∶添加的基液質量=1∶（K·I-1），制備出質量分數為M的納米流體。

有益效果：與現有技術相比，本發明的制備方法可保證獲得所需的納米顆粒質量分數，并且能通過自然沉降，去除掉納米顆粒中包含的分散性較差的納米團聚體部分，從而提高納米流體的分散性。現有技術中，制備一定質量分數的納米流體，通常是采用直接在基液中添加納米顆粒的方法。此方法中，分散性較差的納米顆粒嚴重影響到納米流體的分散穩定性，即使采用了各種分散促進方法，此部分團聚的納米顆粒也不一定能穩定分散。而這部分分散性較差的納米顆粒在使用過程中成為進一步團聚的附著體，導致納米流體的分散性進一步下降。由于納米顆粒本身存在優劣之分，并且在制備、儲存、運輸以及添加至液體過程中不可避免產生新的團聚體。本發明的制備方法通過自然沉降，去除掉納米顆粒中包含的分散性較差的部分，并能保證獲得所需的納米顆粒質量分數，從而獲得穩定性較好的納米流體。本發明的制備方法適用于兩步法制備納米流體過程中，利用納米流體自然沉降對納米顆粒的分散性進行自然優化選擇，去掉靜置后沉降于底部的部分，保留穩定分散部分的納米流體。同時，本發明的制備方法的實施不影響納米流體制備的原有分散工藝，在制備者采用各種分散方法，包括分散劑、pH值、超聲振動等配置出納米流體之后，仍然可以使用本發明的制備方法進行顆粒自然沉降篩選，進一步促進其納米流體的分散穩定性。相比于采用過濾法來去除納米顆粒中團聚體，再烘干獲得優質納米顆粒原料的方法來說，本發明的優勢是方法簡單，易操作、并能同時去除烘干和再分散于基液里的時候形成的納米團聚體。