異形TiO2粒子間空位作用下混合納米懸浮液的分散穩(wěn)定性.pdf

1、在液體中加入納米級的金屬或非金屬粒子可形成納米懸浮液，已有研究表明納米懸浮液可用做傳熱工質(zhì)以及相變蓄能材料。然而，懸浮在液體中的納米粒子由于具有很高的表面能而易于團(tuán)聚，團(tuán)聚體在重力作用下沉降，導(dǎo)致納米懸浮液傳熱性能下降，所以提高納米懸浮液穩(wěn)定性是實(shí)際應(yīng)用以及理論研究首要解決的問題。
　　通過分析膠粒間的空位作用力及其它作用力，本研究提出使用不同形狀TiO2納米粒子混合的方法提高納米懸浮液的穩(wěn)定性，具體工作如下:
　　(1)不

2、同形狀TiO2納米粒子的制備。本研究中TiO2納米管(TiNTs)使用TiO2納米微球(TiNSs)和強(qiáng)堿NaOH通過水熱合成法制備而成;TiO2納米片(TiNPs)使用鈦酸異丙酯(C12H28O4Ti)和氫氟酸(HF)通過水熱合成法制備而成。TiO2球直接購買得到。使用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、激光粒度分析儀等對制備的樣品進(jìn)行形貌分析、元素分析，結(jié)果顯示不同形狀TiO2納米粒子形狀規(guī)則、大小均一且純度高。
　　(2)TiO

3、2-H2O混合納米懸浮液穩(wěn)定性的研究。研究包括TiO2片和管混合納米懸浮液的穩(wěn)定性，TiO2片和球混合納米懸浮液的穩(wěn)定性，TiO2球和管混合納米懸浮液的穩(wěn)定性。根據(jù)“兩步法”制備不同總濃度，不同納米粒子濃度比的納米懸浮液，采用吸光度法評價其穩(wěn)定性，并用穩(wěn)定性相圖對混合納米懸浮液的穩(wěn)定性規(guī)律和條件進(jìn)行總結(jié)。結(jié)果表明，相同總濃度的TiO2片和管混合納米懸浮液的穩(wěn)定性在TiO2管濃度較高時穩(wěn)定性較好，其納米粒子沉降速率相比同濃度單組份TiO2

4、管納米懸浮液減小程度高達(dá)68.7％，當(dāng)TiO2片濃度較高時，混合納米懸浮液穩(wěn)定性較差。TiO2片和球混合納米懸浮液首先隨著TiO2片濃度增大穩(wěn)定性提高，當(dāng)TiO2片濃度持續(xù)增大時，穩(wěn)定性下降。TiO2球和管混合納米懸浮液的穩(wěn)定性隨球和管濃度比變化無明顯變化，混合納米懸浮液穩(wěn)定性相比單組份TiO2球和管納米懸浮液無明顯提高。
　　(3)混合納米懸浮液穩(wěn)定機(jī)理分析。從納米粒子間的空位作用力和其它作用力的角度對混合納米懸浮液穩(wěn)定性的變化

5、進(jìn)行分析解釋。不同形狀納米粒子間的空位作用力在合適的納米粒子濃度比情況下會減小納米粒子的團(tuán)聚趨勢，使納米粒子分散更均勻，從而納米懸浮液穩(wěn)定性得到提高;此外，混合納米懸浮液穩(wěn)定性的變化還和二維片狀納米材料的空間位阻作用有關(guān)，片狀材料由于其有效的空間位阻作用，可減小納米粒子碰撞的頻率，從而減小納米粒子團(tuán)聚的趨勢，提高納米懸浮液的穩(wěn)定性。
　　(4)含分散劑混合納米懸浮液的穩(wěn)定性。通過在TiO2球和片混合納米懸浮液中添加分散劑SDS研究