含Ag-乙二醇纳米流体的制备及其导热性能研究

本文在室温下采用直接还原法制备了含PVP表面修饰、高负载量的纳米银-乙二醇纳米流体。实验详细比较了各种反应条件对Ag纳米粒子结构、大小、形貌以及乙二醇纳米流体的稳定性、负载量的影响。结果表明：由于PVP对银粒子有良好的表面修饰作用和纳米粒子自身的布朗运动,使得银粒子能够稳定地分散于乙二醇流体中。当PVP含量为12.5 g.L-1时,Ag粒子最大负载量可以达到20.96 g.L-1。同时采用仿制的纳米流体导热系数测试装置测定了上述不同负载量流体的导热系数,结果表明纳米流体比纯乙二醇的导热系数明显提高,当银粒子的体积分数为0.06%时,纳米流体的导热系数提高了36%。     

Ag修饰的纳米ZnO的合成、表征及光催化特性

采用水热合成和光合成法制备了ZnO纳米粉体及不同Ag修饰量的纳米ZnO(Ag/ZnO),并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了它们的物相结构和晶粒形貌.以亚甲基蓝为污染物模型,在紫外光照射下考察了ZnO纳米粉体及不同Ag修饰量的纳米Ag/ZnO的光催化活性.结果表明,Ag能成功地负载到ZnO表面,且Ag/ZnO的光催化性能与Ag的负载量有关.当Ag修饰量为1.0%时,光催化能力高于ZnO纳米粉体;Ag修饰量为5.0%时,光催化能力最高;Ag修饰量为8.0%时,光催化能力反而降低.     

微波加热法所制Ag/Cu双金属纳米粒子的表征及其抗菌性能分析

以AgNO_3和Cu(CH_3COO)_2·H_2O为前驱体,PVP为分散剂,分别以乙醇和乙二醇为还原剂,采用微波加热法制备Ag/Cu双金属纳米粒子,利用XRD、TEM、XPS等技术对其进行表征,并分析反应温度、n(Ag~+)∶n(Cu~(2+))等因素对Ag/Cu双金属纳米粒子微观形貌及抗菌性能的影响。结果表明,以乙二醇为还原剂,当反应温度为169℃、n(Ag~+)∶n(Cu~(2+))为4∶1时,所制Ag/Cu双金属纳米粒子粒径小且分散均匀,粒子粒径在20~60nm范围内,并呈现出各种多面体结构,其对大肠杆菌具有良好的抗菌效果。     

SiO_2-水纳米流体稳定性及导热性能

采用两步法制备体积分数为0.1%~0.5%的S iO2-水纳米流体,并利用zeta电位、吸光度和粒度分析表征其悬浮稳定性,研究发现超声振动5 h其悬浮稳定性最佳。采用瞬态热线法测量纳米流体的导热系数,结果表明:纳米流体导热系数的变化与纳米颗粒体积分数和温度的变化成正比,其中25℃时体积分数为0.3%的S iO2-水纳米流体相对于水的导热系数提高11.5%,而在50℃时则提高46.5%。建立纳米流体导热系数模型,与其他模型比较发现,本理论模型更接近于实验值。     

石墨微流体的有效导热系数

采用一步化学法制备了石墨微流体,并采用瞬态热线法测试了石墨微流体的有效导热系数,研究了石墨含量、超声处理时间、微波处理时间及基液种类对石墨微流体有效导热系数的影响。结果表明:不同基液中加入石墨后形成的石墨微流体的有效导热系数均显著增大,且石墨含量越高有效导热系数越大;石墨含量为1.0%时,以去离子水、乙二醇以及二甲基硅油为基液的石墨微流体的有效导热系数提高幅度分别为102.09%、93.17%、225.69%;石墨含量、超声处理时间及微波处理时间相同时,以二甲基硅油为基液的石墨微流体的有效导热系数增幅最大,乙二醇次之,去离子水最小;随着超声处理时间和微波处理时间的延长,石墨微流体有效导热系数的增幅显著降低.     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.     

纳米TiO2 /石蜡复合乳状液相变材料的 制备与传热性能

蓄冷空调性能及制冷系数与相变材料密切相关.将石蜡复合乳状液作为分散介质,以纳米TiO_2粒子作为导热载体,采用低能乳化工艺微乳液转相法,制备出纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料,并对其分散稳定性、导热系数和蓄-放热循环稳定性进行了分析.研究结果表明:纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数相对于纯石蜡乳状液的导热系数有明显提高,当纳米TiO_2粒子质量分数为0.15%时,纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数比纯石蜡乳状液的导热系数提高了117.95%;TiO_2/石蜡乳状液固-液相变热循环过程中并无明显温度平台,而且其蓄-放热循环稳定性很好.该纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料有望应用于蓄冷空调,以提高蓄冷空调性能及制冷系数.     

Al2O3-水纳米流体的导热性能研究

采用Hotdisk热物性分析仪测量了Al2O3-H2O纳米流体的导热系数,探讨了不同pH值、分散剂浓度和纳米粒子质量分数对Al2O3-H2O纳米流体导热性能的影响。结果表明：最优化的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Al2O3表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高。从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,pH=8.0左右被选为最优化值,在0.1%Al2O3-H2O纳米流体中,0.10%SDBS被选为最优化浓度。另外,Al2O3-H2O纳米流体的导热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,呈非线性关系,且比现有理论（Hamilton–Crosser模型）预测值大。     

Al2O3-H2O纳米流体的导热性能

采用Hotdisk热物性分析仪测量了Al2O3-H2O纳米流体的导热系数,探讨了pH值、分散剂加入量和纳米粒子含量对导热性能的影响．结果表明：最适宜的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Al2O3表面Zeta电位的绝对值,增大颗粒间的静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高;从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,最佳pH值为8．0左右;在0．10％Al2O3-H2O纳米流体中,十二烷基苯磺酸钠的最佳加入量为0．10％．Al2O3-H2O纳米流体的导热系数随纳米粒子含量的增大而非线性增大,且大于现有理论（Hamihon-Crosser模型）预测值．     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

Na_2CO_3调控醇热法制备规则形貌Ag纳米晶

以乙二醇为溶剂、Na2S为成核剂、聚乙烯吡喏烷酮(PVP)和Na2CO3为修饰剂,采用醇热法制备不同形貌的Ag纳米晶。通过调节反应时间、Na2CO3浓度、滴加速率以及起始滴加时间等来调控Ag纳米晶的微结构。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和紫外-可见光(UV-vis)吸收光谱对Ag纳米晶的形貌和尺寸以及局域表面等离子特性(LSPR)进行表征。结果表明:浓度为50μmol/L的Na2CO3,在AgNO3滴加完毕后5.5 min时以2 mL/min的速率滴加到体系中反应3 h,能够得到平均颗粒尺寸为60 nm、尺寸分布均匀的截角立方Ag纳米晶。     

波壁管内Cu-醇基纳米流体的强化换热研究

随着科技的进步,热交换设备的热负荷与传热强度不断增大,传统的醇类冷却剂不足以满足换热设备的冷却要求,通过向传统醇类冷却剂中加入Cu纳米粒子从而形成Cu-醇基纳米流体。对Cu-乙醇、Cu-乙二醇、Cu-丙二醇三种Cu-醇基纳米流体在波壁管中的换热特性进行数值模拟研究,同时采用分子动力学计算了Cu-醇基纳米流体的导热系数,分析了雷诺数Re与纳米颗粒体积分数φ对纳米流体的换热特性的影响。结果表明,在相同条件下,纳米流体的导热系数比基液大,且随着φ的增加而增大,通过比较这三种Cu-醇基纳米流体的导热系数,发现Cu-丙二醇纳米流体的导热系数的增幅最大;同时发现纳米流体的对流换热系数与基液相比有所提高,且随着φ的增加而增大;Cu-醇基纳米流体在强化传热的同时也会产生更大的阻力损失,且该损失随着φ的增大而增大;用性能评价因子PEC对波壁管内流体的对流换热系数与摩擦阻力系数进行综合分析。发现在三种Cu-醇基纳米流体中,Cu-丙二醇纳米流体具有最好的综合换热性能。     

基于Ag/Cu/SWNTs纳米复合材料修饰玻碳电极的过氧化氢安培传感器

用Ag/Cu/SWNTs纳米复合材料修饰玻碳电极构筑了一种新的过氧化氢安培传感器.该纳米材料的形貌和成分用扫描电镜和能谱仪进行了表征,修饰电极的催化效果以循环伏安法(CV)进行了分析.在纳米铜的沉积电位为-0.3V,银溶液浓度为4mmol·L~(-1)下,该传感器检测过氧化氢时表现出宽的线性范围(1.33~170μmol·L~(-1)),低的检出限(0.86μmol·L~(-1),S/N=3),选择性、重现性能良好,电流响应快,能在2s内达到稳态电流,并可用于测定真实的消毒剂样品,获得满意的回收率.     

SiO2/PAA/Ag复合纳米粒子的制备、表征及催化性能

利用溶胶-凝胶法合成胶体二氧化硅微球,用甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)对其修饰从而连接上可供聚合的双键,然后采用原位聚合方法合成二氧化硅-聚丙烯酸(SiO2/PAA)核壳型复合微球,以此为模板采用化学还原法得到SiO2/PAA/Ag复合纳米粒子.采用FT-IR、TGA、TEM、XRD和UV-Vis对复合粒子的形貌、结构进行表征.结果表明,银纳米粒子(粒径15～20 nm)均匀地分散在SiO2/PAA表面.催化性能研究结果表明,SiO2/PAA/Ag对4-硝基苯酚的硼氢化钠还原反应具有良好的催化性能,1 h内4-硝基苯酚的转化率达到96.4%.     

超顺磁纳米Fe3O4磁性流体的制备及其在交变磁场中的发热性能

采用两步法以油酸为表面活性剂对纳米Fe_3O_4磁性粒子进行表面修饰,制备出稳定的Fe_3O_4油基磁性流体。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对油酸修饰后的纳米Fe_3O_4磁性粒子的形貌、结构与磁性能进行了表征。结果表明,在表面活性剂存在时,可以有效地减少纳米Fe_3O_4磁性粒子之间的团聚,同时使油基磁性流体具有良好的稳定性和发热性;纳米Fe_3O_4磁性粒子的饱和磁化强度为66.35 A·m2/kg,剩余磁化强度为0,具有超顺磁性;在外加交变磁场下,纳米Fe_3O_4油基磁性流体在20 min时,发热温度可达55.9℃。     

利用聚乙烯吡咯烷酮制备银纳米粒子

利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的还原性,通过水热法还原Ag2O制备了Ag纳米粒子,并初步探讨了PVP作为还原剂的还原机理.利用X-ray粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)对Ag纳米粒子进行了表征分析.实验结果发现,PVP在制备Ag纳米粒子的过程中可同时起到还原剂和表面活性剂的双重作用.     

Cu2O-Ag纳米复合材料的制备及SERS性能研究

采用原位还原法成功合成了Cu_2O-Ag纳米复合材料.通过调节AgNO_3的浓度,成功控制了Ag纳米粒子在CU_2O纳米球表面的负载量.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外分光光度计(UV-Vis)对Cu_2O-Ag纳米复合材料的结构和物理性质进行了表征,并以4-巯基苯甲酸(4-MBA)作为拉曼探针分子,对比了不同Ag负载量的Cu_2O-Ag纳米复合材料作为SERS基底时的拉曼增强效果.结果表明,负载银量最高的Cu_2O-Ag3纳米复合材料表现出了最高的SERS活性.     

双组分纳米流体导热系数研究

采用共混法在氨水中制备了稳定的碳纳米管颗粒悬浮液(双组分纳米流体),并利用瞬态热丝法测量了不同条件下的双组分纳米流体的导热系数,系统研究了颗粒质量分数、氨水质量分数、温度等因素对双组分纳米流体导热系数的影响.实验结果表明,碳纳米管的加入极大地提高了基础液体-氨水的导热系数.在此基础上,结合已有文献中关于纳米流体导热系数的计算模型对双组分纳米流体的导热系数进行了模拟计算,并对模拟数据和实验数据进行了对比.结果发现,通过对模型参数的调整,微对流模型可以准确计算双组分纳米流体的导热系数.     

太阳能供暖用新型流体制备及导热性能测试

严寒、寒冷地区液体型集热器应用时需考虑防冻性能,工程常使用乙二醇型防冻液作为循环工质。但其导热系数仅为水的60%,集热循环过程中防冻液与太阳能集热器基板传热不充分导致基板过热和集热热损过大。为解决上述问题,通过乙二醇型防冻液及相变材料配制不同浓度的传热蓄热流体(heat transfer and heat storage fluid, HTHSF),在考虑防冻的基础上,以增加HTHSF综合导热系数为目的,通过瞬态热线法实验研究HTHSF相变过程中导热系数的变化规律。结果表明：当温度升高或浓度减小时载流体导热系数增大。配制的HTHSF呈水基溶液的特性,在单一相时导热系数与温度呈正比关系,相变使得导热系数有所减小。寒地太阳能供暖用新型HTHSF 10%、冰点-20℃时性能较好,此外拟合公式与实测数据误差在0.5%以内。     

还原法制备银纳米粒子/氧化石墨烯的纳米复合物及其表征

基于聚乙烯亚胺高分子链上富含氨基这一特性,用绿色还原法制备了聚乙烯亚胺/石墨烯(PEI/GO)纳米复合材料,然后利用未反应的氨基对银离子的还原作用和银纳米粒子的保护作用,将银纳米粒子固载到PEI/GO纳米复合物表面,制备了AgNPs/PEI/GO复合物.研究了反应时间和银离子浓度对所制备的银纳米复合材料的影响,并利用红外光谱、紫外光谱、XRD、TEM等手段对所制备的AgNPs/PEI/GO复合物进行了表征.结果表明,PEI被成功地修饰到了GO表面,Ag+被还原并固载到了GO表面,且所制备的银纳米粒子具有良好的晶型结构及导电性质.