Fe2O3—水纳米流体的稳定性研究

左瑞良+董超+徐萌

摘 要：纳米流体即将适量金属或者非金属的纳米颗粒添加到液体中，并设法使两者混合均匀，最终形成均匀稳定的悬浮液。本文采用“两步法”制备纳米流体。本实验利用仪器测量纳米流体的透射比，用数据反映纳米流体的稳定性随时间的变化情况，并辅以目测法直观的评价纳米流体稳定性的好坏。

关键词：纳米流体；稳定性；透射比

一、纳米流体稳定性的评价方法

能否制备出稳定性良好的纳米流体，是纳米颗粒增强工质换热性能应用于实际的先决条件。目前已经有很多学者从实验和宏观受力方面及分散剂、pH等不同因素对稳定性的影响方面做了大量研究。

目测法、透射比法和Zeta电位法是现今实验室中常用的几种纳米流体稳定性评估方法。考虑到实验操作的可行性以及实验数据的准确性，在本实验过程中，将选用前两种方法进行稳定性评估，且以前者为辅，后者为主。

目测法通过观察置于透明容器中的静置一定时间后的多瓶纳米流体，可以直观的评定出各瓶的稳定性优劣。底部沉降颗粒多或者上部清液清澈透明的稳定性差，反之，浑浊度高的稳定性良好。此法操作简单、直观，对实验条件要求低，但此种方法精确程度较低，无法对其稳定性进行量化，可借鉴性较低。

透射比法的原理是根据光线被吸收比例的多少来评定纳米流体稳定性的。透射比法对纳米流体稳定性进行了量化，有效改善了单一目测法无法具体表述的缺点。利用分光光度计来测量纳米流体在同一工况时的透射比，从而评价纳米流体的稳定性的好坏。

二、纳米流体的稳定性实验

首先，本实验对分散剂的添加量和种类对纳米流体稳定性的影响做了研究。制备了不同工况的质量分数为0.1%Fe2O3-水纳米流体。

实验采用透射比法对纳米流体的稳定性进行了量的度量，并采用目测法直观的判别其稳定性的好坏。测量纳米流体透射比的实验步骤如下：

（1）开启分光光度计，调节本实验所需波长。

（2）将一定体积的去离子水，放入比色皿中，去离子水的透射比为参照。

（3）配制纳米流体，倒入比色皿，测量透射比，记录数据。

（4）每次实验间隔5-6小时，多次测量。

采用上述实验方法，本文对Fe2O3-水纳米流体的稳定性做了测评，实验结果如图1所示。

从图1中的图a）可以看出随着SDBS质量分数的增加，0.1%的Fe2O3-水纳米流体的稳定性逐渐变好，当SDBS质量分数为0.1%时达到最佳，之后再增加SDBS，稳定性反而下降；从图2-3 中的图b）和图c）可看出随着分散剂质量分数的增加，0.1%的Fe2O3-水纳米流体的稳定性先上升后下降，分别在0.08%和0.1%达到最佳值。在比较不同分散剂最佳值时，0.1%的Fe2O3-水纳米流体的稳定性，发现添加SDBS的纳米流体稳定性显著优于其他两种分散剂，因此本实验在制备Fe2O3-水纳米流体的时候，分散剂将选用SDBS。

本文主要介紹了纳米流体所适应的最佳分散剂及其最佳添加量做了实验研究，并对常用的纳米流体分散稳定理论、分散方法以及稳定性评价方法作了简单介绍。

参考文献：

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作者简介：

左瑞良（1987—），男，汉族，河北唐山人，硕士研究生，长春汽车工业高等专科学校助教，研究方向：动力工程。endprint