纳米金属颗粒油溶性流体的制备研究

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1、北京化工大学硕士学位论文纳米金属颗粒油溶性流体的制备研究姓名：陈郑博申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：毋伟20080604纳米金属颗粒油溶住流体的制各研究纳米金属颗粒油溶性流体的制备研究摘要纳米流体是指以一定的方式和比例在液体中添加纳米级金属或非金属粒子，形成稳定的分散体。与传统传热流体或含有微米级固体颗粒的流体相比，纳米流体具有导热性能高、稳定性好、对设备磨损小等优点。纳米流体在能源生产、电力供应、发动机冷却、集成电路中微孔道冷却、润滑剂领域等众多方面却具有巨大的应用前景，从而成为材料、物理、化学、传热学、摩擦学等研

2、究的热点。目前，纳米流体的制备主要有三种方法：分散法、气相沉积法和一步湿化学法。分散法工艺简单、工序少，但存在颗粒团聚、稳定性及导热性差等缺点：气相沉积法把纳米颗粒的制备与纳米流体的制各结合在一起，纳米流体性能较好，但存在对设备要求高、产量低、难于产业化等缺点；一步湿化学法则把纳米粉体的湿化学法制备与纳米流体的制备结合在一起，解决了上述两种方法中存在的问题。本文利用一步湿化学法和液相还原法制备了Ni／白油、Cu／导热油两类纳米流体流体，研究了它们的稳定性、导热性。主要内容包括：l、在水(溶液)／白油／Span．80和Tween

3、．80的复配物／正己醇反相微乳液体系中，用水合肼还原硫酸镍原位一步法制备制备了三种不同纳米颗粒形状(球形、针叶形、纺锤形)的Ni／白油纳米流体。其中，所制备的纳米流体中的球形纳米镍颗粒的粒径小(约13nm)、分散好、纳米流体的稳定性好。深入研究了反应物的浓度、Span．80和Tween．80复配物的加入量、微乳液体系中含水量、反应温度、分散方式等因素对产物粒径的影响，并对体系的机理进行了分析。2、在水(溶液)／导热油／Span．80和Tween．80的复配物／正戊醇反相微乳液体系中，用水合肼还原硫酸铜原位一步法制备了Cu／导热

4、油纳米流体。所制备的纳米流体中的铜颗粒的粒径小(约5nm)、分散好、纳米流体的稳定性好。3、分别采用DDP、SDS、T202和TBAB复配物作为表面活性剂，利用溶剂萃取法制备Cu／导热油流体。其中T202和TBAB复配物修饰的纳米铜颗粒的粒径小(约20nm)、分散好、纳米流体的稳定性好。研究了分散剂种类及用量、分散剂复配等对纳米流体稳定的影响。结果表明：采用分散剂T202和TBAB的复配，在碱性条件下可制备出稳定分散的Cu／导热油流体。北京化T火学硕I：学位论文对Cu／导热油流体进行了导热系数测量。结果表明：当铜纳米颗粒的质量

5、分数为2％时，与纯导热油相比，当温度小于150℃，T202和TBAB修饰的纳米铜导热油分散体的导热系数大于纯导热油的导热系数；当温度大于150℃后，由于温度过高，导热油中的纳米铜颗粒团聚，导致它的导热系数低于纯导热油的导热系数。4、分别采用DDP、T202作为表面活性剂，采用液相还原法制备Cu／导热油流体，其中T202修饰的纳米铜颗粒的粒径小(约60衄)、分散好、纳米流体的稳定性好。在制备过程中，还需要加EDTA，防止生成的Cu被氧化成Cu20。利用IR分析、沉降分析等研究了分散剂的种类和加入量对纳米流体稳定性的影响。结果表明

6、，合适的表面活性剂才能获得稳定分散的纳米流体。关键词：纳米流体，一步湿化学法，反相微乳液，溶剂萃取，液相还原，制备，稳定性，导热系数II纳米金属颗粒油溶性流体的制备研究STUDYoNPREPARATIoNoFOIL．SoLUBLEFLUIDOFMETALNANo．PARTICLESABSTRACTTheconc印tofnanonuidisastalbledispersionwhichcontainingsuspendedmetallicornonmetaUicnanopaniclesintraditionalnuid．Comp

7、aredwithconvemionalthemalfluidsornuidscontainingmicrometer-sizedparticles，nanofluidshavetheadvantagesofhi曲erthemalconductiVi劬sup舒orstabili妣andb甜erlubricatingpropenies．Nanonuidshavepotentionalapplicationsinmanyindustrialfields，includingtransportation，eneljgyproductio

8、nandsupply；motorcooling，electI．onicsc001ingandlubricant，sotheybecomethehotpointsofmaterial，physics，chemistrMthennalphysicsandt抽ology．Atpre