本发明专利技术公开了一种用于太阳能中高温热利用的离子液体纳米流体的制备方法，包括以下步骤：按一定质量分数将石墨烯加入咪唑类离子液体中，进行多次超声分散，形成均匀稳定的悬浮液即得到离子液体纳米流体。通过本发明专利技术的方法制备的石墨烯/离子液体纳米流体具有导热系数高、集热性能好、稳定性好等优点，并且石墨烯添加量少、不添加表面活性剂，具有环境友好性，其制备工艺简单、成本低廉，可以用于100℃以上太阳能中高温热利用领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能传热
，涉及ー种石墨烯离子液体纳米流体的制备方法，具体涉及ー种。
技术介绍
太阳能的热利用作为太阳能资源开发利用的重要组成部分，已成为世界各国可能源持续发展战略的重要组成部分。它主要分为100°c以下的低温热利用和100°C以上的中、高温热利用。中高温太阳能热利用系统主要包括集热、储热、换热、动力、发电等子系统。目前，集热、传热流体主要是采用导热油和熔融盐。导热油的缺点是存在高温不稳定性，易分解碳化且导热系数低；而熔融盐的凝固点较高，一般大于120°C，使用过程中易 堵塞管道，需要额外增加一套加热保护系统以实现启动与盐的化融过程，増加了系统的复杂性与成本，并带来维护困难等缺陷。离子液体是ー类由特定的有机阳离子与无机或有机阴离子构成的在室温或近室温下呈现液态的熔盐体系。与上述传热流体相比，离子液体不仅具有熔点低、液程宽、几乎不挥发、热稳定性和化学稳定性好等优点，还具有结构可设计性，可以依据需要通过改变阴阳离子结构来调控性能。而且，由于离子液体具有密度高、热容及储能密度大等优点，是性能优良的传热流体，其最高使用温度可以达到500°C，特别是在太阳能中高温热利用领域具有广阔应用前景，但传统方法制备的基础离子液体的导热系数较低，传热系数小，限制了其进ー步的应用。通过将纳米级的金属粒子如金离子、氧化铜、氧化铝和碳纳米管添加到离子液体中，构成的悬浮液纳米流体，其导热系数比基础离子液体流体有明显的提高。现有离子液体纳米流体中，通常需要添加表面活性剂来提高纳米粒子的分散性能，也很少涉及在太阳能中高温领域中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种。本专利技术将石墨烯直接添加到离子液体中分散均匀，由于石墨烯具有ニ维纳米结构，拥有独特的物理性质及优异的电学、热学和光学性能，室温条件下其导热系数高达5300W/mK，不仅远高于Cu0、A1203等金属和金属氧化物材料，还高于轴向导热系数达3000W/mK的碳纳米管，因此在离子液体中添加石墨烯构成的黑液，其集热性能显著提高，同时导热系数也有明显的提高，从而达到強化传热的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案 ，包括以下步骤将石墨烯加入离子液体中，进行超声分散，形成均匀稳定的悬浮液即得到离子液体纳米流体。本专利技术所述石墨烯在离子液体纳米流体中的质量分数为O. 001 O. 1%。本专利技术所述超声分散的过程为先用200 300W功率超声3 4h，再用20 40W功率超声2 4s，静置2 6min ;所述超声分散的次数为9(Tl30次。本专利技术所述离子液体的阳离子为咪唑类，包括[BM頂]+、[CnMIM] +、[CnBIM] +或[CnHIM], 2 ^ <η 彡 10，阴离子为[BF4]' [PF6]' [NTf2F 或[CF3 SO3]'本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和有益效果 (1)本专利技术制备的离子液体纳米流体的石墨烯添加量少、导热系数高、集热性能好、稳定性好； (2)本专利技术制备的离子液体纳米流体中不添加表面活性剤，具有环境友好性； (3)本专利技术的制备方法エ艺简单、成本低廉，可以用于100°C以上太阳能中高温热利用领域。 具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进ー步说明，但本专利技术要求的保护范围并不仅限于此。实施例I 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 001%的要求，将石墨烯加入离子液体[C2MIM] CF3SO3中，进行超声分散，超声分散的过程为先用200W功率超声分散3h，然后再用20W功率超声分散2s，静置2min，重复90次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/ [C2M頂]CF3SO3离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在ー个月以上。100°C时，其导热系数比[C2MIM] CF3SO3离子液体的导热系数提高5. 1%。实施例2 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 001%的要求，将石墨烯加入离子液体[C4MIM] CF3SO3中，进行超声分散，超声分散的过程为先用200W功率超声分散3h，然后再用20W功率超声分散2s，静置3min，重复100次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/ [C4M頂]CF3SO3离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在ー个月以上。120°C时，其导热系数比[C4MM] CF3SO3离子液体的导热系数提高5. 8%。实施例3 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 004%的要求，将石墨烯加入离子液体[C8MIM] CF3SO3中，进行超声分散，超声分散的过程为先用300W功率超声分散4h，然后再用40W功率超声分散4s，静置4min，重复110次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/ [C8M頂]CF3SO3离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在ー个月以上。140°C时，其导热系数比[C8MM] CF3SO3离子液体的导热系数提高6. 9%。实施例4 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 004%的要求，将石墨烯加入离子液体[C3BIM]NTf2中，进行超声分散，超声分散的过程为先用200W功率超声分散4h，然后再用30W功率超声分散2s，静置2min，重复90次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/ [C3BIM]NTf2离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在ー个月以上。160°C时，其导热系数比[C3BnONTf2离子液体的导热系数提高7. 3%。实施例5 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 007%的要求，将石墨烯加入离子液体[C3HIMJNTf2中，进行超声分散，超声分散的过程为先用300W功率 超声分散3h，然后再用40W功率超声分散2s，静置3min，重复100次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/[C3HM]NTf2离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在20天以上。180°C时，其导热系数比[C3HM] NTf2离子液体的导热系数提高8. 8%。实施例6 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 007%的要求，将石墨烯加入离子液体[C3MIMJNTf2中，进行超声分散，超声分散的过程为先用200W功率超声分散4h，然后再用30W功率超声分散3s，静置4min，重复110次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/[C3M頂]NTf2离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在20天以上。200°C时，其导热系数比[C3MM] NTf2离子液体的导热系数提高9. 1%。实施例7 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 01%的要求，将石墨烯加入离子液体[C4MIMlPF6中，进行超声分散，超声分散的过程为先用200W功率超声分散4h，然后再用20W功率超声分散4s，静置3min，重复90次，形成均匀稳定的悬浮液即为石墨烯/ [C4M頂]PF6离子液体纳米流体。经过測定，该离子液体纳米流体在室温下可以稳定存在20天以上。220°C时，其导热系数比[C4MnOPF6离子液体的导热系数提高11. 2%。实施例8 按离子液体纳米流体中石墨烯质量分数为O. 01%的要求，将石墨本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于太阳能中高温热利用的离子液体纳米流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨烯加入离子液体中，进行超声分散，形成均匀稳定的悬浮液即得到离子液体纳米流体。
【技术特征摘要】
1.用于太阳能中高温热利用的离子液体纳米流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将石墨烯加入离子液体中，进行超声分散，形成均匀稳定的悬浮液即得到离子液体纳米流体。2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯在离子液体纳米流体中的质量分数为0. OOl 0. 1%。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体的阳离子为咪唑类，包括[B...
【专利技术属性】
技术研发人员：张正国，方晓明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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