納米顆粒懸浮液的穩(wěn)定制備及固液相變研究.pdf

1、近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，導(dǎo)致能源需求量不斷增長、高熱流密度的散熱與極端環(huán)境的恒溫都是人類發(fā)展面臨的重大問題。提高能源利用效率和開發(fā)新能源成為全世界的共識(shí)。提高工質(zhì)的換熱能力是提高能源利用率的有效方法之一。而將相變材料納米膠囊化運(yùn)用到納米流體中則可形成新型的潛熱型功能流體。相比于常用的的相變儲(chǔ)熱或者換熱工質(zhì)，相變多功能流體的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：比熱值較大、換熱與儲(chǔ)能同時(shí)進(jìn)行，減少了系統(tǒng)的換熱環(huán)節(jié)，提高了能量的品質(zhì)和

2、系統(tǒng)的效率。這些新型換熱工質(zhì)的穩(wěn)定性、傳熱及儲(chǔ)熱性能的理論研究在涉及空調(diào)制冷、電子散熱、和冰蓄冷等各個(gè)研究領(lǐng)域均有著非常重要的實(shí)用價(jià)值。本課題主要研究納米流體的固液相變特性以及制備不同粒徑的納米膠囊研究其懸浮液穩(wěn)定性能，具體工作如下：
　?。?）采用“兩步法”制備CNTs-H2O納米懸浮液，步冷曲線法測量納米懸浮液凝固曲線，分光光度法評(píng)估納米懸浮液穩(wěn)定性，研究超聲功率對(duì)納米懸浮液成核過冷度和凝固穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：1）超聲能降

3、低CNTs-H2O納米懸浮液的過冷度，降低程度隨功率增加呈現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的變化趨勢，其中325W下的納米懸浮液過冷度最??；2）超聲能提高經(jīng)凝固/融化循環(huán)后的 CNTs-H2O納米懸浮液吸光度，改善納米懸浮液凝固過程中CNTs的均勻穩(wěn)定性。隨超聲功率增加，CNTs-H2O納米懸浮液的吸光度呈一個(gè)拋物線的變化規(guī)律，且在325W超聲功率下達(dá)到極大值。分析認(rèn)為：超聲的空化效應(yīng)是其影響納米懸浮液成核過冷度和凝固穩(wěn)定性的主要作用機(jī)制，但由于大功率

4、下納米顆粒會(huì)產(chǎn)生聚集失效，超聲功率需嚴(yán)格控制。
　?。?）選用ZrP納米顆粒，對(duì)其進(jìn)行單向的改性剝離實(shí)驗(yàn)，得到一種雙親型的ZrP納米碟片。以改性過后的雙親型ZrP納米碟片作為皮克林乳液的穩(wěn)定粒子，通過添加表面活性劑制備不同粒徑的石蠟相變納米膠囊，采用掃描電鏡和動(dòng)態(tài)粒徑及Zeta電位儀測試膠囊的粒徑，差示掃描量熱儀測試膠囊的包裹情況。通過改變表面活性劑與雙親型ZrP納米碟片的比例，得到粒徑不同的石蠟相變納米膠囊，且膠囊形貌規(guī)整，表面

5、光滑，粒徑分布均一，膠囊的包覆率可達(dá)到55％，具有較好的儲(chǔ)熱性能。
　　條件。采用細(xì)乳液聚合法制備石蠟相變納米膠囊，“兩步法”制備石蠟相變納米膠囊懸浮液，使用穩(wěn)定性分析儀測試石蠟相變納米膠囊懸浮液的穩(wěn)定性，分別研究表面活性劑(陰離子型十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、非離子型聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和陽離子型十六烷基三甲基溴化銨(CTAB))種類和濃度對(duì)石蠟相變納米膠囊懸液分散穩(wěn)定性的影響。結(jié)果顯示，離子型的