纳米流体黏度与温度的关系研究

温度变化对纳米流体粘度的影响是很明显的。结果表明:含有表面活性剂的纳米流体的黏度在温度低于60℃时,黏度随温度的升高而降低,超过此温度后,纳米流体的黏度随温度的升高而升高。只含有纳米粒子的纳米流体黏度随温度的升高而降低,高温时黏度随温度升高而减小的幅度减小,而使用表面活性剂后黏度与温度的关系出现异常,高温时黏度随温度的增加而增加。随着温度的升高,纳米粒子的布朗运动加强,粒子的无序运动增加流体流动的阻力,虽然表面活性剂的使用提高了纳米流体的稳定性,但大分子结构的表面活性剂吸附在粒子周围,致使粒子作布朗运动时大大增加液体的粘性,以至高温时纳米流体黏度随温度的升高而升高。本研究还对Cu-water、ZrO2-water纳米流体的黏度与温度的关系式进行拟合,拟合公式与实验数据吻合,误差小于0.5%,拟合公式中纳米流体的黏度与温度、粒子体积分数和基液有关。     

BN/EG纳米流体热导率影响因素的实验研究

以不同尺寸的BN纳米粒子及自制的BNNTs为添加物,通过两步法制备了不同体积分数的BN(140nm)/EG、BN(70nm)/EG及BNNTs/EG纳米流体,利用瞬态热线装置测试了其热导率,研究了添加物体积分数、长径比、尺寸、聚集形态、流体温度及分散剂等因素对纳米流体热导率的影响规律。结果表明,纳米流体热导率随纳米粒子体积分数、纳米粒子尺寸、纳米粒子长径比、流体温度的增加而增加,纳米粒子松散的链状聚集比紧密的云状聚集更有利于提高基液热导率,分散剂的加入不同程度降低了纳米流体热导率增加量,但降低幅度不大。     

表面活性剂对二氧化钛纳米流体分散性的影响

通过二步法将纳米二氧化钛分散到去离子水中,制备TiO2-水纳米流体。通过加入3种不同的表面活性剂作为分散剂,即阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备出3种不同的纳米流体。用纳米粒度分析仪测定纳米流体中的纳米粒子的粒径和粒径分布,用Zeta电位分析仪测量纳米流体的电位,分析了不同浓度、不同种类的表面活性剂对水基TiO2纳米流体分散性的影响。     

SiO_2-EG纳米流体的制备及热物性能

将平均粒径为30nm和50nm的SiO2纳米颗粒添加到EG(乙二醇)的基液中制成SiO2-EG纳米流体,利用粒度分析法、吸光度分析法和Zeta电位分析法分析其悬浮稳定性,当超声时间为3h时,其分散性和稳定性最好。对SiO2-EG纳米流体的热物性能参数如黏度、表面张力、导热系数,在不同体积分数、粒度和温度条件下进行测试分析表明,SiO2-EG纳米流体的黏度高于基液的黏度,表面张力低于基液的表面张力,导热系数高于基液的导热系数。在常温下,体积分数为0.5%时,30nm和50nm两种粒径的SiO2-EG纳米流体的粘度比EG粘度分别提高了15.41%和13.17%,表面张力系数比EG分别降低了3.23%和2.54%,导热系数分别提高38.36%和31.47%。进一步研究发现温度的升高导致SiO2-EG纳米流体的粘度和表面张力系数均有所降低,而导热系数却增加。     

TiO_2球-管混合纳米流体的稳定性及导热性能

以TiO_2纳米球(TiNSs)和纳米管(TiNTs)为分散相,去离子H_2O为连续相,通过"两步法"制备混合TiO_2-H_2O纳米流体,研究了TiNSs和TiNTs浓度比以及纳米粒子总浓度对混合纳米流体稳定性和导热性能的影响。采用相对吸光度变化评价了混合纳米流体的稳定性,使用闪光法导热仪测量了混合纳米流体的导热系数。结果显示,混合纳米流体相对吸光度变化随TiNTs浓度增大先减小后增大,说明混合纳米流体稳定性先提高后下降;TiNSs和TiNTs浓度比相同时,混合纳米流体相对吸光度变化随纳米粒子总浓度增加而减小,说明其稳定性有所提高。制备完成后静置,混合纳米流体导热系数相比单组份TiNSs纳米流体下降幅度较小。从TiNSs和TiNTs间的空位作用力及粘度变化的角度分析了混合纳米流体稳定性变化的原因。     

醇-水体系无表面活性剂纳米ZnO的制备及表征

以乙酸锌为前驱物,乙醇、正丙醇和正丁醇为溶剂,不加入表面活性剂,通过改变反应体系中醇水体积比、pH值、前驱物浓度,在反应温度80℃、反应时间30 min的条件下,制备得到不同尺寸和形貌的纳米氧化锌粒子.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射和紫外-可见吸收光谱等方法对纳米氧化锌进行了表征.结果表明:所合成的纳米氧化锌样品在350～365 nm范围内具有较为明显的吸收峰,减小醇水体积比、减弱溶剂极性、增加前驱物乙酸锌浓度,均可以导致纳米氧化锌粒子尺寸变大、团聚加重,前驱物溶液pH值的改变对纳米氧化锌的吸收峰影响不大.     

水基碳管纳米流体制备及其热物性实验研究

采用添加表面活性剂阿拉伯胶(GA)的方法制备碳管纳米流体,并对不同长径比以及经球磨、酸化处理的碳管纳米流体热物性进行了研究。通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察表明,所制备的碳管纳米流体具有很好的分散性和稳定性。碳管纳米流体热物性实验结果表明,碳管的比表面积和直线度是碳管长径比影响纳米流体热导率的主要因素。碳管经球磨处理时,随球磨时间延长,碳管长径比和直线度先后对纳米流体热导率提升起主导作用,碳管酸化处理后,改善了其分散性并降低了接触热阻,这是纳米流体热导率提高的主要因素。但随着碳管酸化时间的延长,碳管长径比起主导作用。碳管纳米流体的粘度主要受碳管分散性和直线度的影响。     

纳米粒子对表面活性剂乳液稳定性的影响

制备了由三种不同类型的表面活性剂稳定的乳状液,考察了纳米粒子对表面活性剂乳液稳定性的影响作用,结果表明,ZnO纳米粒子SDBS、Oπ-10和CTAB稳定的乳液均具有破乳作用;MgO纳米粒子对SDBS稳定的乳液具有破乳作用;Fe2O3纳米粒子对三种表面活性剂乳液的稳定性没有显著影响。     

纳米流体稳定性和粘度的影响因素分析

采用"两步法"制备质量分数为0.5wt%～4.0wt%的Cu-乙二醇纳米流体,研究超声时间、浓度和温度对纳米流体稳定性及粘度的影响。研究结果表明,温度为20℃时,分析经过超声15～75min处理的Cu-乙二醇纳米流体(4.0wt%)粘度发现,超声45min时其粘度最大;分析超声45和60min的纳米流体透射电镜(TEM)图像发现,超声45min时其稳定性更优;在乙二醇溶液里添加Cu纳米颗粒会影响流体的粘度,且粘度随粒子质量分数增大而增大,流体稳定性随质量分数增大而减小;Cu-乙二醇纳米流体的粘度随温度的升高而变小。通过分析实验数据,在修正已有的粘度模型基础上,拟合纳米流体粘度与粒子浓度、温度的关系,提出了新的粘度计算公式。根据固溶体的形成机理和能量最低原理对以上现象进行了理论解释。     

以汞为反应介质制备氧化锌纳米空心球

以汞为反应介质, 表面活性剂胶束为模板, 通过锌的氧化反应制备了氧化锌空心球. 采用SEM、EDX、TG、DTA、XRD、IR等测试手段对产物的形貌和结构进行了表征, 并考察了表面活性剂对产物生长的影响. 研究表明, 氧化锌空心球为无定型结构, 壁厚为纳米尺度, 由氧化锌纳米粒子组装而成, 煅烧后转变为六方纤锌矿结构. 加入适量PEG或CTAB, 能制备出氧化锌空心球; 不加入表面活性剂、加入过量PEG或SDBS, 则不能制备出氧化锌空心球.     

TiO_2-H_2O纳米流体流变特性的实验研究

测量了不同体积浓度的TiO2-H2O纳米流体在不同温度下的粘度,结果表明,TiO2-H2O纳米流体的粘度显著大于未添加纳米粒子的纯水的粘度值,并且粘度随体积浓度的增大急剧增大,随温度的升高而急剧减小.流变特性表明,在所配制的体积浓度内,TiO2-H2O纳米流体是一种典型的牛顿型流体.     

化学处理法制备碳包铜导热纳米流体及其性能表征

氩电弧等离子体法制备碳包铜纳米粒子,采用双氧水化学处理和添加十二烷基苯磺酸钠两种方法制备碳包铜-水纳米流体,探讨了不同分散方法对碳包铜纳米流体导热性能的影响.结果表明,双氧水化学处理碳包铜纳米粒子制备水介质分散体系具有比添加分散剂制备分散体系更高的导热性能.采用化学处理法,添加质量分数为2.0%的碳包铜-水纳米流体导热...     

pH对水合Al2O3纳米流体的稳定性和导热性的影响

利用两步法制备了Al2O3水合纳米流体，测试了不同pH值下，不同体积分数的～203纳米流体的zeta电位和导热系数，研究pH值对Al2O3．H20纳米流体稳定性和导热性的影响，实验结果表明：对不同体积分数的Al2O3纳米流体，pH存在一个优化值对应zeta电位的绝对值最大，而电位的绝对值越大，纳米颗粒在流体中分散稳定性越好，因此对Al2O3纳米颗粒来说，要得到稳定分散的纳米流体pH值应在8～9之间为最佳；同样随着pH的变化，也存在一个最优值对应于Al2O3纳米流体的导热系数增加到一个最大的值，并且导热系数随纳米粒子体积分数增加而增大。实验结果表明纳米流体的稳定性和导热性与pH有密切的关系，此结论与文献[6]和[13]中的结论一致。     

超声诱导CTAB/SDS溶液中纳米Pd粒子的形貌控制及对甲醛的电催化氧化

在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)-十二烷基硫酸钠(SDS)混合乙醇水溶液中,超声辐射PdCl2,合成了纳米Pd粒子,用XRD、TEM、选区电子衍射(SAED)、HRTEM和低温氮吸附-脱附等技术进行了表征,考察了CTAB/SDS组成对纳米粒子形貌的影响,纳米Pd粒子修饰玻碳电极对甲醛的电催化活性也通过循环伏安法进行了研究。结果表明:通过改变CTAB/SDS组成可以调控纳米Pd粒子的粒径和形貌;当CTAB与SDS物质的量之比为1∶1、超声反应60min时,得到呈多边形的纳米Pd粒子,粒径范围在10～20nm之间,比未添加表面活性剂样品的比表面积增大了14m2.g-1,对甲醛有较高的电催化活性。     

Al2O3纳米粉体悬浮液热物性实验研究

分别采用瞬态热线法、比较量热法和旋转粘度计测试了不同温度、粒子浓度和粒径下的Al2O3-DW（蒸馏水）纳米流体的导热系数、比热容、粘度等热物性参数。试验结果表明,粒子浓度、粒径和温度都是影响Al2O3-DW纳米流体热物性参数的重要因素。与水相比,纳米流体导热系数和粘度增加,常温4％体积份额下增幅分别为21．5％和52．3％;纳米流体比热容随着粒子体积份额增加而降低,并推导出了常温下低浓度纳米流体比热容的预测公式。     

矩形微流道内Cu/Al核壳结构纳米流体的导热性能

采用还原法制备Cu/Al纳米复合粉,以水-乙二醇为基液,制备不同质量分数的Cu/Al复合纳米流体。利用XRD、SEM、TEM对复合材料的相结构和微观形貌进行了表征,采用紫外-可见分光光度计和热物性分析仪测试了其稳定性,将其应用于矩形流道微通道散热器内,通过实验研究了不同质量分数纳米流体的导热性能。结果表明,采用原位置换还原法制备的Cu/Al纳米复合粉体具有核壳结构,在添加十六烷基三甲基溴化铵分散剂条件下,质量百分数为0.1%, 0.3%, 0.5%复合Cu/Al纳米流体均具有良好的分散稳定性;随着Cu/Al质量分数的提高,纳米流体的导热系数增大;相对于基液,当纳米粒子浓度为0.5%时,Cu/Al纳米流体导热系数在矩形微道内最大提高39.6%,传热性能显著增强。     

表面活性剂对Cu-H_2O和ZrO_2-H_2O纳米流体稳定性的影响

通过添加表面活性剂制备了Cu-H2O和Zr O2-H2O纳米流体,研究了十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和辛基苯基聚氧乙烯醚等表面活性剂对Cu-H2O和Zr O2-H2O纳米流体分散稳定性的影响;并利用分子动力学方法计算出不同表面活性剂分子与Cu/Zr O2颗粒表面的相互作用能。结果发现添加表面活性剂可较大程度地提升纳米流体的稳定性,而尤以添加十二烷基苯磺酸钠的效果最为明显,计算结果也显示十二烷基苯磺酸钠分子与Cu/Zr O2间的吸附作用最强。此外,还模拟了SDBS与Cu-H2O纳米流体中Cu颗粒的吸附行为。     

基于粒子吸附层的纳米流体有效导热系数模型

基于纳米粒子表面吸附层的分析,构建包含纳米粒子、分散剂层、类固相层和分散基液的导热单元,利用最小热阻法建立纳米流体的有效导热系数模型,推导出其表达式,并分别讨论纳米粒子粒径、分散剂层和类固相层对纳米流体的有效导热系数的影响。结果表明,考虑类固相层的影响得到的纳米流体的有效导热系数比不考虑其影响得到的数值大;添加分散剂后,纳米流体的有效导热系数随着分散剂导热系数的增大而增大,当纳米粒子较小时分散剂在纳米粒子表面的吸附层对纳米流体导热系数的影响更大。     

前驱物和表面活性剂对等离子体电化学法制备银纳米颗粒的影响

利用等离子体电化学法成功制备出银纳米颗粒,并通过局域表面等离子共振效应对颗粒的生长过程进行实时监测,研究了表面活性剂的浓度、种类和前驱物浓度对银纳米颗粒制备的影响。研究结果表明:增大前驱物或表面活性剂浓度对Ag;还原均有促进作用;与聚乙烯吡络烷酮(PVP)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比较,十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,在相同时间内,生成的银纳米颗粒数量更多,尺寸和形状分布更均匀。     

用于太阳能集热介质的纳米铜制备技术与铜纳米流体性能综述

纳米流体技术的不断发展为直接吸收式太阳能集热介质的研究提供了强有力的支持。铜价格低廉、储量丰富且导热性能良好,将纳米尺度的铜粒子稳定分散于传统集热介质中制得的纳米流体悬浮液对可见光波段表现出强吸收性能。本文首先对纳米流体中常见的球形、立方体、棒状和线状铜纳米粒子添加物的水热还原制备方法进行了综述,重点讨论了表面活性剂在产物形貌控制中的作用及其对纳米粒子在基液中分散稳定性的影响。进而分别对铜纳米流体的导热系数、粘度、比热及光能辐射特性的研究现状进行了归纳总结,给出了铜纳米流体在直接吸收式太阳能集热系统中的应用现状。最后,提出了铜纳米流体应用于太阳集热器循环工质尚需解决的问题及进一步的研究方向。