Therminol VP1基纳米颗粒悬浮液的可控合成及性能研究

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博士后期间的研究工作主要是采用高温分解油酸铁法合成了油溶性的单分散Fe3O4纳米颗粒,将其分散在有机基液VP1中,制备了Fe3O4-VP1纳米颗粒悬浮液;利用相转移剂将氯金酸根离子转移至有机相VP1中,以硼氢化钠为还原剂在基液TherminolVP1中还原氯金酸直接制备Au-VP1纳米颗粒悬浮液。利用透射电镜(TEM)、紫外-可见光谱研究了实验条件、相转移试剂的用量对纳米颗粒结构、形貌的影响规律;利用纳米粒度分析仪、Zeta电位、沉降法、流变仪等手段,对纳米颗粒在悬浮液中的流体力学半径分布,悬浮液的稳定性及流变性进行了研究。   研究结果表明:1)Fe3O4纳米颗粒为球形,平均粒径为10nm左右;Au纳米颗粒为球形,平均粒径小于10nm。2)反应时间、反应温度以及加热速率都会影响Fe3O4纳米颗粒的形貌、粒径分布;相转移剂与氯金酸不同物质的量配比对金纳米粒子制备有影响,2∶1时为最佳配比。3)随着悬浮液浓度的增加,颗粒在悬浮液中的流体力学半径增加,悬浮液的稳定性降低。4)悬浮液的粘度随颗粒浓度增加先减小,然后近似线性的增大。在极低浓度范围内,在基液中添加少量纳米颗粒得到悬浮液的粘度与基液相比略有降低;并且悬浮液的粘度随纳米颗粒质量分数的增加(即悬浮液浓度的增加)而降低;在低浓度范围内,在基液中添加少量纳米颗粒得到悬浮液的粘度与基液相比增高;并且悬浮液的粘度随纳米颗粒质量分数的增加(即悬浮液浓度的增加)而增加。5)悬浮液的浓度以及温度都会影响悬浮液的流变特性:随着悬浮液浓度的增加,温度的升高,悬浮液从牛顿流体过渡为剪切变稀的非牛顿流体。本文的研究工作为TherminolVP1基纳米颗粒悬浮液作为高温导热流体在强化传热领域的应用提供理论支撑,具有重要的科学意义和应用前景。
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