一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及表面改性纳米颗粒技术

本发明专利技术公开了一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及表面改性纳米颗粒，其方法包括：将待改性中性纳米颗粒加入无水乙醇溶液中；将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌，并添加表面改性修饰剂，以生成第二浑浊液；将所述第二浑浊液放入超声浴中，进行分散处理，以获取第三浑浊液；将所述第三浑浊液放入离心机中进行分离，以获取膏状物；将获取的膏状物用无水乙醇进行冲洗，并在冲洗后放入离心机中进行分离，以获取膏状物；将经过3次冲洗所述膏状物放入烘箱进行烘干，在烘干之后充分碾磨，获取改性纳米颗粒材料，使中性纳米颗粒表面具有亲油性，可以均匀分散在矿物油中，从而避免其在油中出现团聚现象。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及表面改性纳米颗粒
本专利技术涉及电工新材料
，尤其涉及一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及一种表面改性纳米颗粒。
技术介绍
矿物绝缘油具有良好的导热性能和电气绝缘性能，其作为冷却介质和绝缘介质，数十年来已经被广泛应用于电力工业的方方面面，然而随着电力行业中电压等级不断提高，电气设备体积不断缩小，传统的矿物绝缘油越来越难以满足目前与今后的电力行业发展要求，改善其导热性能与电气绝缘性能的需求也变得越来越迫切。目前国内外许多学者研究表明，向传统矿物绝缘油中添加适合的纳米颗粒可以改善其导热性能如电气绝缘性能，然而不同的添加颗粒往往会导致新的问题出现，如向传统矿物绝缘油中加入极性纳米颗粒(如Fe3O4纳米颗粒)可以使其电气绝缘性能得到显著改善，然而由于极性纳米颗粒在长期处于电场环境下会导致纳米颗粒出现团聚现象，进而变为绝缘液体中的“杂质”，产生“小桥效应”导致绝缘油绝缘失效。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及一种表面改性纳米颗粒，使中性纳米颗粒表面具有亲油性，可以均匀分散在矿物油中，从而避免其在油中出现团聚现象。第一方面，本专利技术实施例提供了一种纳米颗粒的表面改性修饰方法，包括以下步骤：步骤一：将待改性中性纳米颗粒加入无水乙醇溶液中；其中，所述待改性中性纳米颗粒与所述无水乙醇溶液的比例为1g:250ml；步骤二：将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌，并添加表面改性修饰剂，以生成第二浑浊液；其中，所述表面改性修饰剂与所述第一浑浊液的体积分数比例为1:100；步骤三：将所述第二浑浊液放入超声浴中，进行分散处理，时长为60～120min，以获取第三浑浊液；步骤四：将所述第三浑浊液放入离心机中进行分离，以获取膏状物；重复步骤五3次：步骤五：将获取的膏状物用无水乙醇进行冲洗，并在冲洗后放入离心机中进行分离，以获取冲洗及分离后的膏状物；步骤六：将经过3次冲洗及分离后的所述膏状物放入烘箱进行烘干，在烘干之后充分碾磨，获取经过表面改性修饰的改性纳米颗粒材料。在第一方面的第一种实现方式中，所述待改性中性纳米颗粒包括TiO2(二氧化钛)及BN(氮化硼)；所述待改性中性纳米颗粒的粒径为10～100nm。根据第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述表面改进修饰剂为油酸。根据第一方面的第二种实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述步骤二具体包括：将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌；其中，所述机械搅拌的频率为200～350r/min；在机械搅拌的过程中混合所述油酸与所述第一浑浊液，并将液体温度加热至30～40℃，以获取第二浑浊液。根据第一方面的第三种实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，在所述步骤三中：所述超声浴设置为30～50kHz，超声功率为500～700W，温度为50～60℃。根据第一方面的第四种实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，在所述步骤四中：所述离心机的转速为4200r/min，离心时长为45min。根据第一方面的第五种实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，在所述步骤五中：所述离心机的转速为4200r/min，离心时长为45min。根据第一方面的以上任一种实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，在所述步骤六中：所述烘箱的温度设置为80℃，烘干时间为24小时。第二方面，本专利技术实施例提供了一种表面改性纳米颗粒，所述表面改性纳米颗粒由权利要求1至8任意一项所述的纳米颗粒的表面改性修饰方法制备得到。本专利技术实施例提供了一种纳米颗粒的表面改性修饰方法及一种表面改性纳米颗粒，其一个实施例具有如下有益效果：本专利技术利用特定配比的表面改性剂对中性纳米颗粒表面进行修饰，通过对表面改性剂-无水乙醇-待改进中性纳米颗粒的浑浊液进行机械搅拌、加热催化、超声分散、离心分离，烘干等步骤，获取具有表面亲油特性的表面改性中性纳米颗粒材料，当所述表面改性中性纳米颗粒材料作为添加物加入矿物绝缘油时，可以均匀分散在矿物油中，有效抑制因为长期电场影响造成的纳米颗粒在矿物油中的“团聚效应”，从而提升了纳米改性绝缘油的使用寿命、电气绝缘性能与导热性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的一种纳米颗粒的表面改性修饰方法的流程示意图。图2是本专利技术第一实施例提供的不同粒径的经过表面改性修饰的TiO2纳米颗粒作为添加物加入矿物绝缘油中，形成稳定浑浊液，经过10个自然月的静止的示意图。图3是本专利技术第一实施例提供的经过表面改性修饰的TiO2纳米颗粒在矿物绝缘油中的粒径分布测试图。图4是本专利技术第一实施例提供的未经过表面改性修饰的TiO2纳米颗粒在矿物绝缘油中的粒径分布测试图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术选取中性纳米颗粒作为矿物绝缘油的添加剂，中性纳米颗粒可以弱化纳米颗粒受电磁力的影响，然而其颗粒的团聚现象仍然需要后期处理来进行抑制，因此需要对中性纳米颗粒进行表面改性修饰过程。本专利技术第一实施例以TiO2(二氧化钛)作为待改性中性纳米颗粒为例对本专利技术的纳米颗粒的表面改性修饰方法及表面改性纳米颗粒进行说明。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供了一种纳米颗粒的表面改性修饰方法，包括以下步骤：步骤一：将待改性TiO2纳米颗粒加入无水乙醇溶液中；其中，所述待改性中性纳米颗粒与所述无水乙醇溶液的比例为1g:250ml。在本专利技术实施例中，所述待改性中性纳米颗粒的粒径为10～100nm。步骤二：将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌，并添加表面改性修饰剂，以生成第二浑浊液；其中，所述表面改性修饰剂与所述第一浑浊液的体积分数比例为1:100。在本专利技术实施例中，所述表面改进修饰剂为油酸，所述步骤二具体为：将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌，所述机械搅拌的频率为200～350r/min，在机械搅拌的过程中混合所述油酸与所述第一浑浊液，并将液体温度加热至30～40℃，以获取第二浑浊液。步骤三：将所述第二浑浊液放入超声浴中，进行分散处理，时长为60～120min，以获取第三浑浊液。在本专利技术实施例中，所述超声浴设置为30～50kHz，超声功率为500～700W，温度为50～60℃。步骤四：将所述第三浑浊液放入离心机中进行分离，以获取膏状物。在本专利技术实施例中，所述离心机的转速为4200r/min，离心时长为45min，所述膏状物为灰白色膏状物。重复步骤五3次：步骤五：将获取的膏状物用无水乙醇进行冲洗，并在冲洗后放入离心机中进行分离，以获取冲洗及分离后的膏状物。在本专利技术实施例中，所述离心机的转速为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米颗粒的表面改性修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将待改性中性纳米颗粒加入无水乙醇溶液中；其中，所述待改性中性纳米颗粒与所述无水乙醇溶液的比例为1g:250ml；步骤二：将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌，并添加表面改性修饰剂，以生成第二浑浊液；其中，所述表面改性修饰剂与所述第一浑浊液的体积分数比例为1:100；步骤三：将所述第二浑浊液放入超声浴中，进行分散处理，时长为60～120min，以获取第三浑浊液；步骤四：将所述第三浑浊液放入离心机中进行分离，以获取膏状物；重复步骤五3次：步骤五：将获取的膏状物用无水乙醇进行冲洗，并在冲洗后放入离心机中进行分离，以获取冲洗及分离后的膏状物；步骤六：将经过3次冲洗及分离后的所述膏状物放入烘箱进行烘干，在烘干之后充分碾磨，获取经过表面改性修饰的改性纳米颗粒材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒的表面改性修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将待改性中性纳米颗粒加入无水乙醇溶液中；其中，所述待改性中性纳米颗粒与所述无水乙醇溶液的比例为1g:250ml；步骤二：将所述无水乙醇溶液与所述待改性中性纳米颗粒混合后的第一浑浊液进行机械搅拌，并添加表面改性修饰剂，以生成第二浑浊液；其中，所述表面改性修饰剂与所述第一浑浊液的体积分数比例为1:100；步骤三：将所述第二浑浊液放入超声浴中，进行分散处理，时长为60～120min，以获取第三浑浊液；步骤四：将所述第三浑浊液放入离心机中进行分离，以获取膏状物；重复步骤五3次：步骤五：将获取的膏状物用无水乙醇进行冲洗，并在冲洗后放入离心机中进行分离，以获取冲洗及分离后的膏状物；步骤六：将经过3次冲洗及分离后的所述膏状物放入烘箱进行烘干，在烘干之后充分碾磨，获取经过表面改性修饰的改性纳米颗粒材料。2.根据权利要求1所述的纳米颗粒的表面改性修饰方法，其特征在于，所述待改性中性纳米颗粒为TiO2(二氧化钛)或者BN(氮化硼)；所述待改性中性纳米颗粒的粒径为10～100nm。3.根据权利要求2所述的纳米颗粒的表面改性修饰方法，其特征在于，所述表面改进修饰...

【专利技术属性】
技术研发人员：景一，傅明利，卓然，侯帅，惠宝军，王邸博，黄之明，张逸凡，罗颜，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44