GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，属于纳米介质在传热换热领域的应用。本发明专利技术将GO与球形银纳米颗粒进行复合，使球形银纳米颗粒均匀的分布在片状GO表面，通过设定不同的超声剥离时间来得到不同片层尺寸的GO，同时调整GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液的体积比来控制复合效果，导热系数相对于基液和单一组分的纳米流体而言有了很大的提高。当复合纳米流体中GO片层尺寸为20μm，GO/乙二醇纳米流体质量分数为0.25wt%，GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液的体积比为1:3时,作为热管的工作介质，传热换热效果相对较好。

GO and spherical silver nanoparticles composite alcohol based Nanofluids and preparation method thereof

The invention provides a GO and spherical silver nanoparticles composite alcohol-based Nanofluids and a preparation method thereof, belonging to the application of nano-media in the field of heat transfer and heat transfer. The invention combines the GO and the spherical silver nanoparticles to make the spherical silver nanoparticles evenly distributed on the surface of the sheet like GO. By setting different ultrasonic stripping times, the GO of different lamellar size is obtained. At the same time, the volume ratio of the GO/ glycol nanofluid and the silver nitrate solution is adjusted to control the compound effect. The thermal conductivity is relative to the coefficient of thermal conductivity. The basic fluid and the nanomaterials of single component have been greatly improved. When the size of GO layer in the composite nanofluids is 20 u m, the mass fraction of GO/ glycol nanofluid is 0.25wt%, the volume ratio of GO/ glycol nanofluid and silver nitrate solution is 1:3, the heat transfer effect is relatively better as the working medium of the heat pipe.

【技术实现步骤摘要】
GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法
本专利技术涉及GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，属于复合纳米介质在传热换热领域的应用。
技术介绍
现如今，社会各领域内仪器设备的发热量逐年增加，无论从经济效益还是环境收益的方面来说，实现良好的传热散热是至关重要的。例如，在汽车冷却、电器冷却、微槽道散热器等方面都涉及到传热散热系统。热管是应用较广泛的传热元件，但是由于传统的传热介质传热效率偏低，不利于快速且高效的传热散热。而近年来，对纳米流体的研究发现，纳米流体有明显由于传统传热介质的传热性能，因此，以纳米流体作为热管的工作介质开发出纳米流体热管，不仅可以进一步提高换热设备的换热效率，还可以保护能源和节约资本。石墨烯的出现，引发了各领域的研究热潮，石墨烯导热性能优异且氧化石墨烯亲水性能良好，是作为纳米添加物制备纳米流体的极佳选择。同时研究发现，在液体中添加纳米级的金属或金属氧化物粒子制备成纳米流体后，纳米流体传热散热性能会明显提高，考虑到银的导热系数在金属及金属氧化物中都相对较高，且在不同环境下有较高的稳定性。因此，将球形银纳米颗粒添加到氧化石墨烯(GO)纳米流体中，制备出导热性能优异，稳定性良好的复合纳米流体，提高了单一纳米流体的传热换热效率，各纳米颗粒间接触界面的相互作用，使得复合纳米流体稳定性明显提高，传导热阻相对降低，为其在传热换热领域及热管中的应用奠定了理论基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，提高单一纳米流体的传热换热效率，从而扩大单一纳米流体的应用范围。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案如下。GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，（1）GO的制备：石墨粉、NaNO3和一定体积的浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将KMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌一段时间后，加入去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入去离子水和H2O2，酸洗水洗后超声、烘干得到片状的GO；（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出不同质量分数的GO/乙二醇纳米流体；（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以一定的体积比相混合，混合溶液在反应釜中反应，一段时间后，酸洗水洗后烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。本专利技术所述步骤（1）中KMnO4、石墨粉和NaNO3的质量比为6:2:1，浓H2SO4的体积为50-100ml。本专利技术所述步骤（1）中搅拌时间为1-3h。本专利技术所述步骤（1）35℃搅拌后所加的去离子水的体积为50-200ml。本专利技术所述步骤（1）85℃搅拌后所加的去离子水的体积为100-500ml，H2O2的体积为1-10ml。本专利技术所述步骤（1）中所用GO片层的横向尺寸为5~20μm。本专利技术所述步骤（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体质量分数为0.05~0.25wt.%。本专利技术所述步骤（3）中GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液体积比范围为1：1~1：10。本专利技术所述步骤（3）中反应温度的范围为160~240℃。本专利技术所述步骤（3）中反应时间为12~36h，干燥温度为60℃。本专利技术的有益效果：实现GO与球形银纳米颗粒的复合，改善传统热管工作介质的传热效率，进一步扩大热管在工程上的应用范围。附图说明图1是所形成的GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体示意图。1是氧化石墨烯片层结构，2是乙二醇分子，3是球形银纳米颗粒。具体实施方式实施例1（1）GO的制备：3g石墨粉、1.5gNaNO3和70ml浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将9gKMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌2h后，加入150ml去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlH2O2，酸洗水洗后分别超声剥离3h，烘干得到片状尺寸20μm的GO；（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出0.25%的GO/乙二醇纳米流体，（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:3的体积比相混合，混合溶液在反应釜中180℃反应24h后，酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了36.42%，比单一的GO纳米流体和球形银纳米流体提高了14.78%和23.05%。实施例2（1）GO的制备：3g石墨粉、1.5gNaNO3和70ml浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将9gKMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌2h后，加入150ml去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlH2O2，酸洗水洗后分别超声剥离6h，烘干得到片状尺寸10μm的GO。（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出0.25%的GO/乙二醇纳米流体。（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:3的体积比相混合，混合溶液在反应釜中180℃反应24h后，酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了35.56%，比单一的GO纳米流体和球形银纳米流体提高了13.88%和22.29%。实施例3（1）GO的制备：3g石墨粉、1.5gNaNO3和70ml浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将9gKMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌2h后，加入150ml去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlH2O2，酸洗水洗后分别超声剥离9h，烘干得到片状尺寸5μm的GO。（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出0.25%的GO/乙二醇纳米流体。（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:3的体积比相混合，混合溶液在反应釜中180℃反应24h后，酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了34.19%，比单一的GO纳米流体和球形银纳米流体提高了12.84%和22.31%。实施例4（1）GO的制备：3g石墨粉、1.5gNaNO3和70ml浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将9gKMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌2h后，加入150ml去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入450ml去离子水和5mlH2O2，酸洗水洗后分别超声剥离3h，烘干得到片状尺寸20μm的GO。（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出0.2%的GO/乙二醇纳米流体。（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以1:5的体积比相混合，混合溶液在反应釜中180℃反应24h后，酸洗水洗后60℃下烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。其导热系数比乙二醇的导热系数提高了35.89%，比单一的GO纳米流体和球形银纳米流体提高了14.12%和22.63%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，其特征在于包含以下具体步骤：（1）GO的制备：石墨粉、NaNO3和一定体积的浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将KMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌一段时间后，加入去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入去离子水和H2O2，酸洗水洗后超声、烘干得到片状的GO；（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出不同质量分数的GO/乙二醇纳米流体；（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以一定的体积比相混合，混合溶液在反应釜中反应，一段时间后，酸洗水洗后烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。

【技术特征摘要】
1.GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，其特征在于包含以下具体步骤：（1）GO的制备：石墨粉、NaNO3和一定体积的浓H2SO4在冰水浴环境中混合，后将KMnO4缓慢加入到混合液中，反应液在35℃下搅拌一段时间后，加入去离子水，再将反应液在85℃搅拌再加入去离子水和H2O2，酸洗水洗后超声、烘干得到片状的GO；（2）将（1）中制备的片状GO研磨成粉状，添加到乙二醇中，制备出不同质量分数的GO/乙二醇纳米流体；（3）将（2）中制备的GO/乙二醇纳米流体与硝酸银溶液以一定的体积比相混合，混合溶液在反应釜中反应，一段时间后，酸洗水洗后烘干得复合纳米颗粒，再将复合纳米颗粒加入到乙二醇溶液中，超声振动得复合醇基纳米流体。2.如权利要求1所述的GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，其特征在于：步骤（1）中KMnO4、石墨粉和NaNO3的质量比为6:2:1，浓H2SO4的体积为50-100ml。3.如权利要求1所述的GO与球形银纳米颗粒复合醇基纳米流体及其制备方法，其特征在于：步骤（1）中搅拌时间为1-3h。4.如权利要求1所述的GO与球形银纳米颗粒复...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐郡，赵蔚琳，肖广顺，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37