[发明专利]一种抗冻型纳米材料分散液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗冻型纳米材料分散液及其制备方法，属于纳米材料分散液技术领域，其技术要点是：一种抗冻型纳米材料分散液，包括纳米材料和单相液体，按重量份数的组分计，所述纳米材料与单相液体的比值为1:（1‑3），所述单相液体包括纯水、醇类液体或者酮类液体中的一种。其制备方法包括抗冻分散液稳定固相纳米材料在液体中最大含量的测定、搅拌时间的测定和抗冻型纳米分散液的制备三个步骤。本发明在经过冻融循环后，有效降低了对其原有性能的影响，从而从源头上保证了上述纳米材料分散液的催化效率和性能；其制备方法不仅操作简单方便，而且还能还能提高纳米材料分散液的分散性、稳定性和抗冻性能。

技术领域

本发明属于纳米材料分散液技术领域，更具体地说，它涉及一种抗冻型纳米材料分散液及其制备方法。

背景技术

纳米材料分散液是由纳米材料添加溶剂和分散剂分散后制成的。纳米分散液温度低于结冰点温度以下时，开始结冰，结冰后再融化，会导致纳米材料团聚，粒径变大，纳米分散液的催化效率与粒径大小有关系，因而直接影响效果，甚至失效。

其纳米分散液中纳米材料粒径变大的原因如下：

多组份固相或多组份液体分散而成的纳米分散液，各液体或固体混合分散液在接近结冰时，由于不同相的成份存在冰点温度的差异，即使已完全分散的液体，其中的部分成份也会先形成微小冰晶漂移在分散液中，导致原来分散液中冰晶周边微小区域液态组份的成份发生变化，导致固相纳米材料团聚，粒径长大。

由于冬天季节，纳米分散液在储存、运输中，环境温度会出现低于分散液冰点的情况，因此纳米材料分散液会结冰。冻融循环后，纳米材料分散液性能下降，成为普遍性难题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗冻型纳米材料分散液，在经过冻融循环后，有效降低了对其原有性能的影响，从而从源头上保证了上述纳米材料分散液的催化效率和性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种抗冻型纳米材料分散液，包括纳米材料和单相液体，按重量份数的组分计，所述纳米材料与单相液体的比值为1:(1-3)，所述单相液体包括纯水、醇类液体或者酮类液体中的一种。

通过采用上述技术方案，采用4-9nm级纳米原材料，如金属氧化物纳米材料、非金属氧化物纳米材料或金属纳米材料。其次再采用单种液体，如纯净水或乙醇或丙酮等，直接分散即可制成单相液体成份的分散液。

其原理如下：这种新型的单一固相纳米组份和单一液体的分散液，在达到冰点时，即使形成冰晶，分散液的液相成份仍然稳定，从而保持纳米固相不发生团聚。因此在结冰并再次融化后，纳米材料仍然保持原有的粒径度。由此制成的这种纳米分散液在低于其结冰点温度时，依旧会发生结冰，并经过再次融化后却不发生团聚，继续保持原来纳米颗粒粒径，从而保持了原有的纳米分散液的的催化效率和性能。

本发明进一步设置为：所述酮类液体为丙酮或者丁酮。

通过采用上述技术方案，丙酮又名二甲基酮，其化学式为CH₃COCH₃，它是脂肪族酮类具有代表性的化合物，具有酮类的典型反应。丙酮的溶解性很好，能与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿、油类、烃类等多数有机溶剂。而丁酮又称甲基乙基酮，分子式为C₄H₈O，是一种无色透明液体，它有类似丙酮的气味，且易挥发。同时还能与乙醇、乙醚、苯、氯仿、油类混溶。由此纳米材料能够均匀的分散在上述两种酮类液体中，并形成稳定的分散液。

本发明进一步设置为：所述醇类液体为甲醇、乙醇、二甘醇、乙二醇或者丙二醇中的一种。