[發(fā)明專利]GO與球形銀納米顆粒復合醇基納米流體及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108359414B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 徐郡;趙蔚琳;肖廣順
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 高強

本發(fā)明提供了GO與球形銀納米顆粒復合醇基納米流體及其制備方法，屬于納米介質(zhì)在傳熱換熱領域的應用。本發(fā)明將GO與球形銀納米顆粒進行復合，使球形銀納米顆粒均勻的分布在片狀GO表面，通過設定不同的超聲剝離時間來得到不同片層尺寸的GO，同時調(diào)整GO/乙二醇納米流體與硝酸銀溶液的體積比來控制復合效果，導熱系數(shù)相對于基液和單一組分的納米流體而言有了很大的提高。當復合納米流體中GO片層尺寸為20μm，GO/乙二醇納米流體質(zhì)量分數(shù)為0.25wt%，GO/乙二醇納米流體與硝酸銀溶液的體積比為1:3時,作為熱管的工作介質(zhì)，傳熱換熱效果相對較好。

技術領域

本發(fā)明涉及GO與球形銀納米顆粒復合醇基納米流體及其制備方法，屬于復合納米介質(zhì)在傳熱換熱領域的應用。

背景技術

現(xiàn)如今，社會各領域內(nèi)儀器設備的發(fā)熱量逐年增加，無論從經(jīng)濟效益還是環(huán)境收益的方面來說，實現(xiàn)良好的傳熱散熱是至關重要的。例如，在汽車冷卻、電器冷卻、微槽道散熱器等方面都涉及到傳熱散熱系統(tǒng)。熱管是應用較廣泛的傳熱元件，但是由于傳統(tǒng)的傳熱介質(zhì)傳熱效率偏低，不利于快速且高效的傳熱散熱。而近年來，對納米流體的研究發(fā)現(xiàn)，納米流體有明顯由于傳統(tǒng)傳熱介質(zhì)的傳熱性能，因此，以納米流體作為熱管的工作介質(zhì)開發(fā)出納米流體熱管，不僅可以進一步提高換熱設備的換熱效率，還可以保護能源和節(jié)約資本。石墨烯的出現(xiàn)，引發(fā)了各領域的研究熱潮，石墨烯導熱性能優(yōu)異且氧化石墨烯親水性能良好，是作為納米添加物制備納米流體的極佳選擇。同時研究發(fā)現(xiàn)，在液體中添加納米級的金屬或金屬氧化物粒子制備成納米流體后，納米流體傳熱散熱性能會明顯提高，考慮到銀的導熱系數(shù)在金屬及金屬氧化物中都相對較高，且在不同環(huán)境下有較高的穩(wěn)定性。因此，將球形銀納米顆粒添加到氧化石墨烯 (GO) 納米流體中，制備出導熱性能優(yōu)異，穩(wěn)定性良好的復合納米流體，提高了單一納米流體的傳熱換熱效率，各納米顆粒間接觸界面的相互作用，使得復合納米流體穩(wěn)定性明顯提高，傳導熱阻相對降低，為其在傳熱換熱領域及熱管中的應用奠定了理論基礎。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于GO與球形銀納米顆粒復合醇基納米流體及其制備方法，提高單一納米流體的傳熱換熱效率，從而擴大單一納米流體的應用范圍。

為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下。

GO與球形銀納米顆粒復合醇基納米流體及其制備方法，（1）GO的制備：石墨粉、NaNO₃和一定體積的濃H₂SO₄在冰水浴環(huán)境中混合，后將KMnO₄緩慢加入到混合液中，反應液在35℃下攪拌一段時間后，加入去離子水，再將反應液在85℃攪拌再加入去離子水和H₂O₂，酸洗水洗后超聲、烘干得到片狀的GO；（2）將（1）中制備的片狀GO研磨成粉狀，添加到乙二醇中，制備出不同質(zhì)量分數(shù)的GO/乙二醇納米流體；（3）將（2）中制備的GO/乙二醇納米流體與硝酸銀溶液以一定的體積比相混合，混合溶液在反應釜中反應，一段時間后，酸洗水洗后烘干得復合納米顆粒，再將復合納米顆粒加入到乙二醇溶液中，超聲振動得復合醇基納米流體。

本發(fā)明所述步驟（1）中KMnO₄、石墨粉和NaNO₃的質(zhì)量比為6:2:1，濃H₂SO₄的體積為50-100ml。

本發(fā)明所述步驟（1）中攪拌時間為1-3h。

本發(fā)明所述步驟（1）35℃攪拌后所加的去離子水的體積為50-200ml。

本發(fā)明所述步驟（1）85℃攪拌后所加的去離子水的體積為100-500ml，H₂O₂的體積為1-10ml。

本發(fā)明所述步驟（1）中所用GO片層的橫向尺寸為5~20μm。

本發(fā)明所述步驟（2）中制備的GO/乙二醇納米流體質(zhì)量分數(shù)為0.05~0.25wt.%。