ZnO和ZnO/Au纳米流体的制备及光热转换性能

太阳能光热利用是太阳能利用的重要方面,其中,纳米流体光学特性对太阳能光热利用效率起着决定性作用。通过水热法制备不同形貌的ZnO纳米颗粒,再利用硼氢化钠还原法将Au成功还原在ZnO纳米颗粒上,制备出ZnO/Au复合纳米材料。通过SEM、XRD表征ZnO和ZnO/Au纳米粒子的形貌结构与成分。经紫外/可见/近红外吸收光谱测试表明ZnO/Au纳米流体显著提高了在可见光波段的吸收。通过光热转换实验表明,花状ZnO纳米流体的光热转换性能优于棒状ZnO纳米流体, ZnO/Au纳米流体由于Au的等离激元效应,光热转换特性增强。当浓度为1.0 mg/mL时,棒状ZnO/10%Au纳米流体光热转换效率为59%,比纯导热油纳米流体提高16%;当浓度为0.5 mg/mL时,花状ZnO/10%Au纳米流体光热转换效率为71%,比纯导热油纳米流体提高28%。     

纳米流体的光热特性

为了选择合适的纳米流体用作直接吸收式太阳集热器的循环工质,采用"两步法"制备了不同质量分数的铜纳米流体、炭黑纳米流体和碳包铜纳米流体.通过测量纳米流体的透射率和闷晒实验,间接地比较了3种纳米流体的光谱吸收性能和光热转换性能.结果表明:在相同质量分数的条件下,铜纳米流体和碳包铜纳米流体的吸光性能均优于炭黑纳米流体.在所研究的3种纳米流体中,由于碳包铜纳米流体具有高的导热系数和低的比热容,因此在闷晒实验中其升温速率最快,闷晒温度最高,显示出很好的光热转换性能.     

纳米流体光热转换特性的研究

采用“两步法”制备了两种用于直接吸收式太阳能集热器的纳米流体循环工质.对这两种纳米流体及其基液进行闷晒实验,通过研究其闷晒温度随环境温度的变化情况来判断纳米流体光热转换性能的优劣.结果表明:铝纳米流体升温速率较基液和碳纳米管纳米流体快,闷晒温度高出基液近25℃,高出碳纳米管纳米流体近10℃,显示出很好的光热转换性能.     

纳米流体导热系数影响因素分析

为了全面分析纳米流体的稳定性及导热系数影响因素,采用两步法配置了以去离子水和乙二醇为基液的氧化铝纳米流体,并添加了不同种类的分散剂.利用紫外可见分光光度计对纳米流体吸光度值进行测试,并基于Hot Disk热物性分析仪测试其导热系数.结果表明：吸光度法可有效评价纳米流体稳定性,但需要考虑分散剂对基液吸光度值的影响.超声波振荡可破坏粒子团聚,且当超声时间为1h时纳米流体稳定性最佳.分散剂、粒子体积分数、温度、基液等因素均会影响纳米流体的导热性能.当温度为50益时,添加质量分数0.2%的PVP分散剂,体积分数为0.5%的氧化铝-水纳米流体导热系数提高约20%.纳米流体可有效提供工质导热系数,提升系统散热性能.     

纳米金的修饰对聚苯胺光热性能的影响

以苯胺为原料,以壳聚糖为修饰剂,利用分散聚合法制备了豌豆形的聚苯胺。再通过化学还原氯金酸的方法在聚苯胺表面修饰了纳米金颗粒。并研究了纳米金的修饰对聚苯胺光热性能的影响。结果表明,纳米金修饰后聚苯胺在乙醇溶液中的光热转换效率从11.5%提高到了33.3%。     

非球状形貌粒子Au-H2O纳米流体光谱分频光伏/光热系统性能研究

基于表面等离激元效应的纳米流体光谱分频器具有良好的选择性光谱吸收性能,已显示出巨大潜力,然而现有纳米流体分频装置在光热窗口仍存在透射率较高的问题.为了提高光热窗口纳米流体的光谱吸收能力,文中提出了一种非球状形貌粒子的金-水纳米流体分频系统.通过时域有限差分方法(FDTD)对该分频系统进行数值计算与分析,结果表明:正六面...     

预分散纳米TiO2改性涂料的制备和性能表征

针对纳米TiO2在涂料中不易分散及分散稳定性差,易发生二次团聚的问题,依据纳米粒子在液相介质中的电空问位阻机理,采用机械分散、超声分散相结合的方法,制备出纳米TiO2预分散液,将此预分散液加入到涂料体系中制得纳米TiO2改性涂料,通过对预分散液的离心稳定性测试和粒度分析,对纳米改性涂料进行力学性能测试．结果表明,所制得的预分散液分散稳定性好,纳米TiO2平均粒径为170nm左右,同时改性涂料的铅笔硬度从5B提高至1B,耐擦洗性最高达到2．5万次．     

碳纳米流体特性及其在重力热管内的传热

采用阿拉伯胶辅助分散法制备了一种新型的纳米流体--碳纳米管 水纳米流体,并以其为工质在以铜为管壳的一种新型重力热管内进行了传热实验研究.制备和实验结果表明,碳纳米管 水纳米流体的导热系数比基液水约增加了30％～50％,导热能力明显增强;这种纳米流体黏度低,流动性好,制备过程简单,可用于大规模生产;纳米流体重力热管加热段沸腾换热弱化了纳米流体的稳定性对热管传热性能的影响,实现了纳米流体与重力热管的优势互补;以该纳米流体为工质的重力热管的内热阻比水小,并且随着传输功率的提高,热管总热阻逐渐减小,传热性能逐渐提高.     

纳米TiO2提高活性染料染色织物耐光色牢度的作用

为了提高活性染料染色织物的耐光色牢度,利用纳米材料吸收紫外线的性能对织物进行后整理。探讨了分散剂9D和分散剂C98及改性剂PEG对纳米TiO2分散稳定性的影响,认为2%PEG修饰且分散剂9D浓度为0.6%时纳米TiO2的分散效果最好;将纳米TiO2分散液用于活性染料染色织物整理,并通过织物紫外反射率、透过率和日晒色差的测试,分析了纳米TiO2对织物紫外光谱和耐光色牢度的作用。结果表明:利用分散剂和改性剂能够制得TiO2粒径较小、体系稳定的纳米TiO2分散液;纳米TiO2对紫外线的吸收作用会提高活性染料染色织物的耐光色牢度。     

Ag@Ag_2S核壳结构的制备及其光热性能研究

采用牺牲模板法在室温下原位硫化类球形Ag纳米颗粒制备得到Ag@Ag_2S核壳结构。利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等测试手段对样品进行分析表征。用实验室自组装的光热转换测试装置测试了Ag@Ag_2S核壳结构及单组份Ag、Ag2S纳米颗粒的光热转换性能。结果表明:在808nm激光的照射下,Ag@Ag_2S核壳结构具有比单组分Ag、Ag_2S纳米颗粒更优异的光热转换性能。     

丙烯酸乙酯在炭黑表面的阴离子接枝聚合研究

利用正丁基锂与碳黑表面含氧基团反应制得了表面含—ＯＬｉ基团的炭黑－ＴＨＦ体系，研究了丙烯酸乙酯在炭黑表面的阴离子接枝聚合反应以及接枝炭黑和未接枝炭黑在丁酮中的分散稳定性。研究表明随着正丁基锂用量的增加，丙烯酸乙酯的聚合转化率和在炭黑表面的接枝率逐渐增加；随着单体用量的增加；丙烯酸乙酯在炭黑表面的接枝率出现峰值；接枝炭黑在丁酮中的分散稳定性高于未接枝炭黑。ＦＴ－ＩＲ和ＴＥＭ分析表明在接枝炭黑表面存在着丙烯酸乙酯聚合物。     

苯乙烯在炭黑表面的阴离子接枝聚合研究

利用正丁基锂（ｎ－ＢｕＬｉ）与炭黑（ＣＢ）表面含氧基团反应制得了表面含－ＯＬｉ基团的反应型炭黑，以该炭黑与聚氧乙烯－聚氧丙烯－聚苯乙烯（（ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＳ）ｎ）多嵌段聚合物组成的阴离子引发体系作活性中心，研究了苯乙烯在炭黑表面的阴离子接枝聚合反应。ＦＴ－ＩＲ，ＴＥＭ和ＤＳＣ分析表明在接枝炭黑表面存在着苯乙烯的聚合物，接枝炭黑在甲苯中有良好的分散稳定性。     

太阳能驱动水蒸发装置中的碳基光吸收材料的研究进展

在全球水资源短缺与环境污染等严峻形势下,寻求一种清洁的获取洁净水资源的方式是必要的。太阳能作为取之不尽并且清洁无污染的能源,其应用包括光热、光电、光催化氧化等。其中,光热是能源转化效率最高的方式,而碳材料作为近年来受到重视的材料,有着来源广泛、价格便宜且环境友好等诸多优点。主要综述近年国内外研究的具有良好光热效应的碳材料及其复合材料,并且总结了一些新的研究思路和可以应用于光热转换的材料。     

含碳纳米管纳米流体制备及其性能研究

采用强酸氧化法对碳纳米管表面进行功能化处理,之后采用机械球磨技术对其进行截断短化处理;将得到的碳纳米管分散到乙二醇、丙三醇和硅油中制备纳米流体。所制备的纳米流体具有很好的稳定性和分散性。含碳纳米管纳米流体导热性能测试结果表明,碳纳米管的直线度和长径比是影响含碳纳米管纳米流体导热性能的主要因素。通过控制球磨时间可以使碳纳米管的直线度和长径比同时达到最佳值,进而使得含碳纳米管纳米流体导热性能提升达到最大值。流变学研究结果表明,所制备的丙三醇和硅油基含碳纳米管纳米流体属于牛顿型流体。     

丙烯酰胺在炭黑表面接枝聚合研究

利用Ｃ_ｅ~（４＋）和羟甲基组成的氧化还原体系，探讨丙烯酰胺在炭黑表面的水溶液接枝聚合机理。经接枝聚合改性的炭黑，在水分散体系中具有优异的分散稳定性。     

碳陶瓷集热材料制备及其性能

以中药提取废渣为原材料通过预炭化、混合施加酚醛树脂和真空烧结等工序制备太阳能集热材料,通过SEM分析对比材料制备前后的微观结构,并以正交试验为基础,分析升温速率、预碳化温度、碳化温度、施胶量和保温时间等5个影响因素对材料碳得率及吸光率的影响,结果表明该材料最佳制备工艺条件为:升温速率3℃/min、预碳化温度350℃、碳化温度850℃、施胶量50%、保温时间150 min,在最佳条件下制备的集热材料有良好的吸光性能,吸光率可达87.2%,可用作光热转换材料.     

GZO@TiN 纳米流体光学性能探究

近年来, 纳米流体在太阳能光热利用方面极具前景。核壳结构纳米颗粒可以耦合多种材料的不同波段效应,调控光谱吸收波段, 实现太阳能的全光谱捕获吸收。将在长波具有高吸收的氧化锌掺杂镓 (GZO) 和在可见吸收好 的氮化钛 (TiN) 形成 GZO@TiN 核壳结构复合纳米颗粒, 可以发挥两种材料的优点。进一步, 从调节材料的尺寸和核壳材料出发, 探究 GZO@TiN 复合结构纳米流体的光谱特性变化规律。结果表明, 当 TiN 为核、GZO 为壳时, 可以 显现两种材料的共振效应;当 GZO 为核、TiN 为壳时, 长波区域的吸收峰消失。当浓度为 10^?4 , 光学厚度为 10 mm时, TiN(壳)/GZO(核) 纳米流体的平均吸收率高达 100%。此工作对核壳结构复合纳米颗粒的光谱调控、吸收以及外壳、核心材料的选择有着一定的帮助。