本发明专利技术公开了一种用于制备纳米流体的筛选装置包括流道、定筛板、动筛板、上蠕动泵和下蠕动泵，动筛板紧贴于定筛板上方；定筛板和动筛板的筛孔对齐，定筛板的周向尺寸等于流道的周向尺寸，动筛板的周向尺寸小于流道的周向尺寸；动筛板中设有缝隙，定筛板上部设有凹槽，动筛板的缝隙与定筛板的凹槽相对应；动筛板和定筛板将流道分为位于动筛板上方的上层流道和位于定筛板下方的下层流道；上蠕动泵连接上层流道的两端，下蠕动泵连接下层流道的两端。该筛选装置可以去除纳米颗粒中包含的分散性较差的纳米团聚体部分。同时，本发明专利技术还公开了制备纳米流体的方法，该方法可以保证获得所需的纳米颗粒质量分数，提高纳米流体的分散性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米流体的制备装置和制备方法，具体来说，涉及。
技术介绍
纳米流体被认为具有提高换热系统能效的潜力。但悬浮在纳米流体中的纳米粉体会发生团聚和沉降，使纳米流体逐渐退化为普通流体。因此纳米流体的制备是纳米流体在工程流体领域应用的基础和关键步骤，而尽量减少纳米流体中纳米粉体的团聚与沉降是使用纳米流体作为工质的主要任务。纳米流体的制备方法分“一步法”和两步法两种。一步法是将纳米颗粒的制备过程和纳米颗粒在基液中的分散过程同时完成。两步法将制备好的纳米颗粒通过某种手段分散到基液中，制备和分散过程分两步进行。在实际应用过程中，由于“一步法”制备工艺复杂，所需设备昂贵，受到基液种类和控制环境的限制，不具备大批量生产的能力，所以现阶段主要采用两步法制备纳米流体。纳米流体中纳米颗粒的团聚其中很重要的一个原因就是纳米颗粒在放置过程中，已经有部分颗粒在固体形态时已经发生团聚，此时的纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接，由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象。粉体的团聚一般分为软团聚和硬团聚。粉体的软团聚机理，是由纳米粉体表面分子或原子之间的范德华力和静电引力导致的。对于硬团聚，不同化学组成、不同制备方法有不同的团聚机理。其中毛细管吸附理论、氢键理论、晶桥理论、化学键作用理论和表面原子扩散键合机理都从不同方面阐述了硬团聚的形成过程。纳米粉体的硬团聚一旦形成，就难以消除。所以，对纳米粉体的硬团聚只能在粉体的制备过程中加以限制。而纳米流体团聚另外一个诱因是纳米颗粒添加进液体中形成，纳米颗粒具有极高的比表面积和表面活性，在溶液中由于颗粒间很强的作用力，包括范德华力，甚至氢键的作用等发生团聚。团聚体很难再次分散开来，而这部分纳米颗粒团聚体的存在不仅会削弱纳米流体的优异特性，比如微对流、高传热传质性能、低粘度(相对于微米颗粒悬浮液)等，而且在纳米流体的使用过程中，这部分团聚体可能成为团聚吸附核心使更多的纳米颗粒吸附在上面，从而导致纳米流体的分散性进一步的降低。这些团聚体是很难通过物理或化学方法打开，特别是这类靠氢键作用的纳米团聚体。这部分团聚体可能成为团聚吸附核心使更多的纳米颗粒吸附在上面，从而导致纳米流体的分散性进一步的降低。这些团聚体是很难通过物理或化学方法打开，特别是这类靠氢键作用的纳米团聚体。对于两步法制备纳米流体过程中，目前大多采用直接添加，再采用而外的分散手段，包括分散剂、超声水浴等，但是这些方法也很难将团聚的纳米颗粒团部分散开来。所以在制备纳米流体的过程中除掉其中分散性较差的部分，保留分散性较好的部分，而又能获得需要质量分数的纳米流体是本领域技术人员面临的技术问题。在纳米流体制备方面，目前已有很多方法应用于强化纳米颗粒在液体中分散，包括搅拌、剪切、球磨等物理方法，也有表面修饰、改变PH值等化学方法，然而溶液中还是有一部分纳米颗粒处于团聚状态，并没有被这些方法分散开来，主要原因是纳米颗粒在放置过程中，已经有部分颗粒在固体形态时已经发生团聚，纳米颗粒本身有好坏之分，是优等颗粒与劣等颗粒的混合物，又由于制备过程中由于颗粒间很强的作用力，包括范德华力，甚至氢键的作用等发生团聚。团聚体很难再次分散开来，而这部分纳米颗粒团聚体的存在不仅会削弱纳米流体的优异特性，比如微对流、高传热传质性能、低粘度(相对于微米颗粒悬浮液)等，而且在纳米流体的使用过程中，这部分团聚体可能成为团聚吸附核心使更多的纳米颗粒吸附在上面，从而导致纳米流体的分散性进一步的降低。这些团聚体是很难通过物理或化学方法打开，特别是这类靠氢键作用的纳米团聚体。对于两步法制备纳米流体过程中，目前大多采用直接添加，再采用而外的分散手段，包括分散剂、超声水浴等，但是这些方法也很难将团聚的纳米颗粒团部分散开来。所以在制备纳米流体的过程中除掉其中分散性较差的部分，保留分散性较好的部分，而又能获得需要质量分数的纳米流体是本领域技术人员面临的技术问题。
技术实现思路
技术问题:本专利技术所要解决的技 术问题是:提供一种用于制备纳米流体的筛选装置，该筛选装置可以利用筛子原理，去除纳米颗粒中包含的分散性较差的纳米团聚体部分；同时，还提供利用该筛选装置制备纳米流体的方法，该方法可以保证获得所需的纳米颗粒质量分数，并且能去除分散性较差的纳米团聚体，保留稳定分散的纳米流体，提高纳米流体的分散性。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是: 一种用于制备纳米流体的筛选装置，该筛选装置包括流道、定筛板、动筛板、上蠕动泵和下蠕动泵，所述的流道为带有开口的环形体，该流道的横截面呈C形，纵截面呈矩形；流道内壁面设有至少两个定位凸台，定筛板的边缘固定连接在定位凸台上，动筛板紧贴于定筛板上方；定筛板和动筛板上均设有筛孔，且定筛板和动筛板的筛孔对齐，定筛板的周向尺寸等于流道的周向尺寸，动筛板的周向尺寸小于流道的周向尺寸；动筛板中设有缝隙，定筛板上部设有凹槽，动筛板的缝隙宽度和数量等于定筛板的凹槽宽度和数量，动筛板的缝隙与定筛板的凹槽相对应；动筛板和定筛板将流道分为位于动筛板上方的上层流道和位于定筛板下方的下层流道；上蠕动泵和下蠕动泵位于流道的开口处，且上蠕动泵连接上层流道的两端，下蠕动泵连接下层流道的两端。进一步，所述的定筛板呈环形，动筛板包括呈环形的筛板和定位套筒组成，定位套筒固定连接在筛板上方，且定位套筒贴覆在流道的内层壁面上。进一步，所述的流道圆周方向尺寸与动筛板圆周方向尺寸的差值为凹槽宽度一半的奇数倍，且该差值小于10mm。一种利用上述筛选装置制备纳米流体的方法，该方法包括以下步骤: 步骤10)测定初始纳米流体的吸光度:首先将纳米颗粒与基液混合，搅拌均匀，制备出质量分数为K.Μ的初始纳米流体，其中，K>1，M为最终获取的纳米流体的质量分数，然后利用紫外可见分光光度计，测量初始纳米流体的吸光度A0 ； 步骤20)加入初始液并对齐筛板:将步骤10)制备的初始纳米流体加入筛选装置的上层流道中，然后调节筛选装置的动筛板的位置，使得动筛板与定筛板的筛孔对齐，且动筛板的缝隙与定筛板的凹槽对齐； 步骤30)对初始纳米流体进行筛选:启动上螺动泵和下螺动泵，使初始纳米流体保持稳定层流流动，初始纳米流体在流动过程中，团聚形成的纳米颗粒下沉，并依次穿过动筛板的筛孔和定筛板的筛孔，停留在下层流道中；稳定分散的纳米颗粒停留在上层流道中；定筛板的凹槽用来存放大于筛孔尺寸的团聚体； 步骤40)隔开上层流道和下层流道:通过定位套筒调节动筛板位置，将定筛板的筛孔和动筛板的筛孔错位，隔开上层流道和下层流道，并将动筛板的缝隙与定筛板的凹槽错开，使得定筛板的凹槽处于封闭空间内； 步骤50)测量筛选后纳米流体的吸光度:用注射器取出上层流道中的纳米流体，注入容器中，并均匀混合，利用紫外可见分光光度计，测量位于容器中的纳米流体的吸光度A1 ； 步骤60)制备质量分数为M的纳米流体:向步骤50)提取出来的位于容器中的纳米流体中添加基液，对该纳米流体进行稀释，稀释比例为:提取出来的纳米流体质量:添加的基液质量=1: (K.AcZA1-1),制备出质量分数为M的纳米流体。有益效果:与现有技术相比，本专利技术的具有以下优点: (I)筛选装置可以去除纳米颗粒中包含的分散性较差的纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，该筛选装置包括流道（1）、定筛板（2）、动筛板（3）、上蠕动泵（4）和下蠕动泵（5），所述的流道（1）为带有开口的环形体，该流道（1）的横截面呈C形，纵截面呈矩形；流道（1）内壁面设有至少两个定位凸台（101），定筛板（2）的边缘固定连接在定位凸台（101）上，动筛板（3）紧贴于定筛板（2）上方；定筛板（2）和动筛板（3）上均设有筛孔，且定筛板（2）和动筛板（3）的筛孔对齐，定筛板（2）的周向尺寸等于流道（1）的周向尺寸，动筛板（3）的周向尺寸小于流道（1）的周向尺寸；动筛板（3）中设有缝隙（303），定筛板（2）上部设有凹槽（201），动筛板（3）的缝隙（303）宽度和数量等于定筛板（2）的凹槽（201）宽度和数量，动筛板（3）的缝隙（303）与定筛板（2）的凹槽（201）相对应；动筛板（3）和定筛板（2）将流道（1）分为位于动筛板（3）上方的上层流道（102）和位于定筛板（2）下方的下层流道（103）；上蠕动泵（4）和下蠕动泵（5）位于流道（1）的开口处，且上蠕动泵（4）连接上层流道（102）的两端，下蠕动泵（5）连接下层流道（103）的两端。...
【技术特征摘要】
1.一种用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，该筛选装置包括流道(I)、定筛板(2)、动筛板(3)、上蠕动泵(4)和下蠕动泵(5)，所述的流道(I)为带有开口的环形体，该流道(I)的横截面呈C形，纵截面呈矩形；流道(I)内壁面设有至少两个定位凸台(101)，定筛板(2)的边缘固定连接在定位凸台(101)上，动筛板(3)紧贴于定筛板(2)上方；定筛板(2)和动筛板(3)上均设有筛孔，且定筛板(2)和动筛板(3)的筛孔对齐，定筛板(2)的周向尺寸等于流道(I)的周向尺寸，动筛板(3)的周向尺寸小于流道(I)的周向尺寸；动筛板(3)中设有缝隙(303 )，定筛板(2 )上部设有凹槽(201)，动筛板(3 )的缝隙(303 )宽度和数量等于定筛板(2)的凹槽(201)宽度和数量，动筛板(3)的缝隙(303)与定筛板(2)的凹槽(201)相对应；动筛板(3)和定筛板(2)将流道(I)分为位于动筛板(3)上方的上层流道(102)和位于定筛板(2)下方的下层流道(103);上蠕动泵(4)和下蠕动泵(5)位于流道(I)的开口处，且上蠕动泵(4 )连接上层流道(102 )的两端，下蠕动泵(5 )连接下层流道(103 )的两端。2.按照权利 要求1所述的用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，所述的定筛板(2)呈环形，动筛板(3)包括呈环形的筛板(301)和定位套筒(302)组成，定位套筒(302)固定连接在筛板(301)上方，且定位套筒(302)贴覆在流道(I)的内层壁面(104)上。3.按照权利要求1所述的用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，所述的定位凸台(101)到流道(I)底部的距离为流道(I)高度的三分之一至五分之一。4.按照权利要求1所述的用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，所述的定筛板(2)和动筛板(3)的筛孔孔径和目数相等，筛孔孔径为0.05—0.2 mm,目数为100-200。5.按照权利要求1所述的用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，所述的动筛板的缝隙(303)宽度为0.5 — 2mm。6.按照权利要求1所述的用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，所述的凹槽(201)深度为定筛板(2)厚度的三分之二。7.按照权利要求1所述的用于制备纳米流体的筛选装置，其特征在于，所述的流道(I)圆周方向尺寸...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，杜垲，徐国英，李彦军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。