GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法与流程

文档序号:15089186发布日期:2018-08-04 12:57阅读:394来源:国知局

本发明涉及go与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法,属于复合纳米介质在传热换热领域的应用。



背景技术:

现如今,社会各领域内仪器设备的发热量逐年增加,无论从经济效益还是环境收益的方面来说,实现良好的传热散热是至关重要的。例如,在汽车冷却、电器冷却、微槽道散热器等方面都涉及到传热散热系统。热管是应用较广泛的传热元件,但是由于传统的传热介质传热效率偏低,不利于快速且高效的传热散热。而近年来,对纳米流体的研究发现,纳米流体有明显由于传统传热介质的传热性能,因此,以纳米流体作为热管的工作介质开发出纳米流体热管,不仅可以进一步提高换热设备的换热效率,还可以保护能源和节约资本。石墨烯的出现,引发了各领域的研究热潮,石墨烯导热性能优异且氧化石墨烯亲水性能良好,是作为纳米添加物制备纳米流体的极佳选择。同时研究发现,在液体中添加纳米级的金属或金属氧化物粒子制备成纳米流体后,纳米流体传热散热性能会明显提高,考虑到银的导热系数在金属及金属氧化物中都相对较高,且在不同环境下有较高的稳定性。因此,将球形银纳米颗粒添加到氧化石墨烯(go)纳米流体中,制备出导热性能优异,稳定性良好的复合纳米流体,提高了单一纳米流体的传热换热效率,各纳米颗粒间接触界面的相互作用,使得复合纳米流体稳定性明显提高,传导热阻相对降低,为其在传热换热领域及热管中的应用奠定了理论基础。



技术实现要素:

本发明的目的在于go与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法,提高单一纳米流体的传热换热效率,从而扩大单一纳米流体的应用范围。

为达到上述目的,本发明采取的技术方案如下。

go与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法,(1)go的制备:石墨粉、nano3和一定体积的浓h2so4在冰水浴环境中混合,后将kmno4缓慢加入到混合液中,反应液在35℃下搅拌一段时间后,加入去离子水,再将反应液在85℃搅拌再加入去离子水和h2o2,酸洗水洗后超声、烘干得到片状的go;(2)将(1)中制备的片状go研磨成粉状,添加到乙二醇中,制备出不同质量分数的go/乙二醇纳米流体;(3)将(2)中制备的go/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以一定的体积比相混合,混合溶液在反应釜中反应,一段时间后,酸洗水洗后烘干得复合纳米颗粒,再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中,超声振动得复合醇基纳米流体。

本发明所述步骤(1)中kmno4、石墨粉和nano3的质量比为6:2:1,浓h2so4的体积为50-100ml。

本发明所述步骤(1)中搅拌时间为1-3h。

本发明所述步骤(1)35℃搅拌后所加的去离子水的体积为50-200ml。

本发明所述步骤(1)85℃搅拌后所加的去离子水的体积为100-500ml,h2o2的体积为1-10ml。

本发明所述步骤(1)中所用go片层的横向尺寸为5~20μm。

本发明所述步骤(2)中制备的go/乙二醇纳米流体质量分数为0.05~0.25wt.%。

本发明所述步骤(3)中go/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液体积比范围为1:1~1:10。

本发明所述步骤(3)中反应温度的范围为160~240℃。

本发明所述步骤(3)中反应时间为12~36h,干燥温度为60℃。

本发明的有益效果:实现go与球形银纳米颗粒的复合,改善传统热管工作介质的传热效率,进一步扩大热管在工程上的应用范围。

附图说明

图1是所形成的go与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体示意图。

1是氧化石墨烯片层结构,2是乙二醇分子,3是球形银纳米颗粒。

具体实施方式

实施例1

(1)go的制备:3g石墨粉、1.5gnano3和70ml浓h2so4在冰水浴环境中混合,后将9gkmno4缓慢加入到混合液中,反应液在35℃下搅拌2h后,加入150ml去离子水,再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlh2o2,酸洗水洗后分别超声剥离3h,烘干得到片状尺寸20μm的go;(2)将(1)中制备的片状go研磨成粉状,添加到乙二醇中,制备出0.25%的go/乙二醇纳米流体,(3)将(2)中制备的go/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:3的体积比相混合,混合溶液在反应釜中180℃反应24h后,酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒,再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中,超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了36.42%,比单一的go纳米流体和球形银纳米流体提高了14.78%和23.05%。

实施例2

(1)go的制备:3g石墨粉、1.5gnano3和70ml浓h2so4在冰水浴环境中混合,后将9gkmno4缓慢加入到混合液中,反应液在35℃下搅拌2h后,加入150ml去离子水,再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlh2o2,酸洗水洗后分别超声剥离6h,烘干得到片状尺寸10μm的go。(2)将(1)中制备的片状go研磨成粉状,添加到乙二醇中,制备出0.25%的go/乙二醇纳米流体。(3)将(2)中制备的go/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:3的体积比相混合,混合溶液在反应釜中180℃反应24h后,酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒,再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中,超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了35.56%,比单一的go纳米流体和球形银纳米流体提高了13.88%和22.29%。

实施例3

(1)go的制备:3g石墨粉、1.5gnano3和70ml浓h2so4在冰水浴环境中混合,后将9gkmno4缓慢加入到混合液中,反应液在35℃下搅拌2h后,加入150ml去离子水,再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlh2o2,酸洗水洗后分别超声剥离9h,烘干得到片状尺寸5μm的go。(2)将(1)中制备的片状go研磨成粉状,添加到乙二醇中,制备出0.25%的go/乙二醇纳米流体。(3)将(2)中制备的go/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:3的体积比相混合,混合溶液在反应釜中180℃反应24h后,酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒,再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中,超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了34.19%,比单一的go纳米流体和球形银纳米流体提高了12.84%和22.31%。

实施例4

(1)go的制备:3g石墨粉、1.5gnano3和70ml浓h2so4在冰水浴环境中混合,后将9gkmno4缓慢加入到混合液中,反应液在35℃下搅拌2h后,加入150ml去离子水,再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlh2o2,酸洗水洗后分别超声剥离3h,烘干得到片状尺寸20μm的go。(2)将(1)中制备的片状go研磨成粉状,添加到乙二醇中,制备出0.2%的go/乙二醇纳米流体。(3)将(2)中制备的go/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:5的体积比相混合,混合溶液在反应釜中180℃反应24h后,酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒,再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中,超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了35.89%,比单一的go纳米流体和球形银纳米流体提高了14.12%和22.63%。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1