一种可直接使用的磁性光热纳米流体

发布时间：2021-01-26 14:28

　　本文通过"两步法"制备了一种具有高光热转换效率的Fe304-H20磁性纳米流体。该纳米流体可以通过磁分离技术实现纳米颗粒与基液的分离,使得纳米流体基液得以直接使用,同时具有优异的可重复利用性能。实验结果表明,在1200 s内其光热转化效率高达70.2%,并且经过60次的循环使用后无明显的衰减。此研究结果为实现纳米流体基液的直接应用提供了可行性的方案。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(02)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１?Ｆｅ３０４纳米颗粒ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?１?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??

４４４??工程热物理学报??４１卷??２０／（°）??图２?Ｆｅ３０４纳米颗粒的ＸＲＤ图??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ＸＲＤ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??模拟太阳光）。??３结果与讨论??３．１?Ｆｅ３０４纳米颗粒的形貌结构??图１为通过溶剂热法制备的Ｆｅ３０４纳米颗粒??ＳＥＭ图。从图中可以看出：所制备的Ｆｅ３０４呈球形??结构，尺寸大小比较均匀，平均粒径在４〇〇ｎｍ左右，??具有良好的分散性且无团聚交联现象。??图１?Ｆｅ３０４纳米颗粒ＳＥＭ图??Ｆｉｇ．?１?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??３．２?Ｆｅ３０４纳米颗粒的晶体结构??图２是制备的Ｆｅ３０４纳米颗粒的ＸＲＤ图。从??图中可以看出：在?２６＊?为?３０．２。、３５．４。、３７．２。、４３．５。、??５３．７。、５７．４。、６２．８。处的衍射峰分别对应Ｆｅ３０４的??（２２０）、（３１１）、（２２２）、（４００）、（４２２）、（５１１）和（４４０）晶??面，且无其他杂峰，与ＸＲＤ?（ＰＤＦ＃７￡）－〇４１９）卡片相??一致，说明我们制备的样品为Ｆｅ３０４，具有良好的结??晶度。??用性进行了系统的研究。本研究结果为进一步提髙??太阳能的利用效率，实现纳米流体的直接应用提供??了一个可行性的方案。??１实验部分??１．１原料与仪器??实验中使用的主要化学品有六水合三氯化铁??（ＦｅＣｌ３．６Ｈ２０，分析纯）、尿素（Ｈ－ＭＩＭ，分析纯）、乙二??醇（Ｃ２Ｈ６０２，分析纯）、聚乙二醇?４〇０（ＨＯ（ＣＨ２ＣＯ）？Ｈ，??分析纯）、乙醇（Ｃ２Ｈ５ＯＨ．分析纯），均来自中国国药??试剂有限公司

ｕｉｄｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ??图５光热转换测试系统示意图??Ｆｉｇ．?５?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ??图６（ａ）、（ｂ）分别为不同浓度的Ｆｅ３０４－Ｈ２０纳??米流体经过１２００?ｓ辐照后的温升曲线和光热转化效??率图。由图６（ａ）可知，在１２００?ｓ内，基液水的温度??－１００００?－５０００??０??５０００??１００００??Ｈ（ＯＥ）??图３?Ｆｅ３０４纳米颗粒ＶＳＭ图??Ｆｉｇ．?３?ＶＳＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｆｅ３〇４?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??３．４?Ｆｅ３０４－Ｈ２０纳米流体的光学性能??图４为不同浓度纳米流体的透射光谱图和辐??照图。从图中可以看出，Ｆｅ３０４－Ｈ２０纳米流体在??２００？１４００ｎｍ都有不同程度的光吸收能力。由图４（ａ）??可知，随着纳米流体浓度的升高，光的吸收能力逐渐??变强，当Ｆｅ３０４的质量分数为０．０１％时，纳米流体的??透过率较基液低６０％左右，表现出了优异的光吸收??性能。图４（ｂ）也进一步证明了随着Ｆｅ３０４质量分数??的升高，Ｆｅ３０４－Ｈ２０纳米流体吸收的太阳辐射能的??能力也越来越强。此表征结果在实际光热转化实验??测试中也得以验证？??３．５?Ｆｅ３０４－Ｈ２０纳米流体的光热转化性能评价??为了评价Ｆｅ３０４－Ｈ２０磁性光热纳米流体的光热??转换性能，在一个标准太阳下（１０００?Ｗ．ｍ－２）对不同??浓度的纳米流体进行了闷晒实验。闷晒实验装置示??意图如图５所示，主要由太阳光模拟器、样品池、热??电偶、数据采集

【参考文献】：
硕士论文
[1]四氧化三铁颗粒的制备及其石墨烯复合材料锂电性能研究[D]. 杨万里.兰州大学 2014



本文编号：3001276