氧化銅和氧化亞銅納米流體的制備、表征及性能研究.pdf

1、大部分的可再生資源都來自于太陽,在當(dāng)前全球氣候變暖和節(jié)能減排的大背景下,太陽能的利用顯得尤為重要。高穩(wěn)定性納米流體的制備及其導(dǎo)熱性能、流變性能和光熱性能研究,對于納米流體太陽能利用的研究具有重要意義。
　　 本文用濕化學(xué)法制備了CuO水基納米流體,用液相法制備了Cu2O納米顆粒,通過冷凍干燥-超聲分散制備了Cu2O乙二醇基納米流體。通過XRD、TEM、SEM、粒度分析、Zeta電位、沉降分析等多種測試和表征方法,研究了合成條件對

2、產(chǎn)物粒徑、形貌、微觀結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性等的影響。并所制備納米流體的光學(xué)性能、流變性能、導(dǎo)熱性能和光熱性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:
　　 1)利用濕化學(xué)法可以制備高穩(wěn)定性的CuO水基納米流體。CuO一次粒子為10nm左右,取向連接成短鏈狀結(jié)構(gòu);通過改變銅源種類和濃度,可以制備不同形貌和不同穩(wěn)定性的納米流體;NaOH加入方式對樣品影響不大,但當(dāng)。NaOH過量時,會導(dǎo)致樣品穩(wěn)定性急劇下降;延長反應(yīng)時間,樣品的取向連接增強(qiáng);洗滌可以提高樣品

3、的Zeta電位,從而增強(qiáng)樣品的穩(wěn)定性。
　　 2)利用液相法可以制備分散均勻、粒徑均一的Cu2O顆粒,通過冷凍干燥-超聲分散可以避免顆粒的團(tuán)聚,制備穩(wěn)定性好的Cu2O乙二醇基納米流體。Cu2O顆粒的尺寸隨著反應(yīng)時間的延長而增大,隨著NaOH加入量的增加而增大;Cu2O顆粒的形狀隨著硫酸銅濃度的增大,由立方塊逐漸變?yōu)轭惽蛐巍?br>　　 3)CuO粉末在可見和近紅外波段有較好的光吸收性能,Cu2O粉末在紫外、可見和近紅外波段有較

4、好的光吸收性能;CuO和Cu2O納米流體的透射率均低于其基液水和乙二醇的透射率,具有較好的光吸收效果;CuO納米流體的常規(guī)透射率低于其半球透射率,其常規(guī)透射率和半球透射率均隨樣品濃度的升高而降低,隨樣品厚度的增加而降低,常規(guī)透射率隨顆粒的取向連接增強(qiáng)而降低,而半球透射率與顆粒取向連接關(guān)系不大。
　　 4)CuO水基納米流體和Cu2O乙二醇基納米流體均為牛頓型流體,二者的粘度均隨固含量的升高而增大,隨溫度的升高而減小;CuO水基納

5、米流體的粘度與顆粒的取向連接關(guān)系不大。
　　 5)CuO水基納米流體和Cu2O乙二醇基納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)均高于其基液的導(dǎo)熱系數(shù),二者的有效熱導(dǎo)率均隨固含量升高而增大;隨著溫度的升高,CuO水基納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)增大,但其有效熱導(dǎo)率基本不變;CuO水基納米流體的有效熱導(dǎo)率隨粒子取向連接的增強(qiáng)而增大。
　　 6)CuO水基納米流體和Cu2O乙二醇基納米流體的光熱性能均優(yōu)于其基液的光熱性能,均隨固含量的升高而增強(qiáng);CuO水基納