[发明专利]石墨烯-金属复合纳米流体的制备方法

说明书

本发明属于纳米流体化学材料技术领域，具体涉及一种石墨烯‑金属复合纳米流体的制备方法。所述的石墨烯‑金属复合纳米流体的制备方法，首先合成m‑s‑m型双子表面活性剂溶液，然后用m‑s‑m型双子表面活性剂分别修饰氧化石墨烯和金属前驱体，最后将两种混合溶液混合反应，得到石墨烯‑金属复合纳米流体。本发明提供一种石墨烯‑金属复合纳米流体的制备方法，制备的石墨烯‑金属复合纳米流体可长期稳定存在，有效防止复合纳米材料团聚造成的沉降，导热系数提高，热稳定性好，有效解决应用过程中微管路堵塞问题，方法简单，易于推广。

技术领域

本发明属于纳米流体化学材料技术领域，具体涉及一种石墨烯-金属复合纳米流体的制备方法。

背景技术

纳米流体是传热领域的创新纳米技术，纳米流体表现出了更高的稳定性、更好的流变性能和更高的热导率的优势，复合纳米流体是将两种或多种不同类型的纳米材料组合悬浮在水等基液中制备而成的，它同时结合了不同纳米材料的物理和化学性质并在均匀分散的流体中起作用，复合纳米流体表现出更好的传热性能和热物理性能。

Hummers法是通过氧化−剥离−还原的的途径制作还原氧化石墨烯的方法，该方法时效性较好，制备过程安全。石墨烯纳米片具有优异的导热性和传热系数，加上其具有发达的比表面积再加上其独特的电子迁移性能，非常适宜作为载体与纳米金属组装得到石墨烯纳米金属复合材料。如何将石墨烯纳米片及其复合材料制备成分散性好、稳定性高及不易团聚的纳米流体，是制备石墨烯-金属复合纳米流体的关键，也是其作为高效传热工质的前提。目前主要是利用非共价技术（物理吸附）将石墨烯纳米片分散在不同的溶剂中，像表面活性剂和芳香族化合物等在石墨烯纳米片表面的吸附，同时保留了石墨烯纳米片的sp²结构，但是仍然会不稳定容易造成复合纳米材料沉降脱落，表面活性剂的使用使纳米流体的导热系数下降，在应用过程中造成管路堵塞问题。

专利CN106735286B公开了一种氧化石墨烯/金纳米复合材料及其制备方法和应用，首先将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，配成氧化石墨烯分散液；然后通过还原法得到金纳米粒子溶胶：最后将金溶胶和氧化石墨烯分散液机械混合得到氧化石墨烯／金纳米复合物，经过光热分析数据表明，微量金溶胶的加入能够显著增强氧化石墨烯分散液制备太阳能蒸汽，相比单纯的氧化石墨烯分散液以及金溶胶而言，加入金溶胶以后，纳米流体光热转化效率得到很大提升，但是得到的混合液中金属易沉降脱落的问题，没有得到改善，直接混合机械搅拌制得，热稳定时间较短。

专利CN112908956A公开了一种金属氧化物/石墨烯复合流体及其制备方法与应用，首先利用十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮活性剂制备氧化锌纳米流体或者二氧化钛纳米流体，然后利用相同的活性剂，利用物理方法制备得石墨烯纳米流体，最后将以上的金属氧化物和石墨烯纳米流体混合震荡，超声制得金属氧化物/石墨烯复合流体，并且制备的复合流体在热管中作为导热流体应用，制备的复合流体分散性好、导热性好；但是金属氧化物/石墨烯复合流体是分别制备的金属氧化物纳米流体和石墨烯纳米流体，然后再将两种纳米流体直接混合得到，金属氧化物和石墨烯是分别存在与纳米流体中的，稳定性较差。

专利CN109401731A公开了一种两亲性高分子负载纳米流体及其制备方法，首先将亲水性单体、疏水性单体与拟分散的纳米粒子氧化石墨烯及有机溶剂混合，加入自由基引发剂，然后将混合液冷却至室温，经过滤，洗涤，干燥后得到高分子负载纳米粒子，与基液混合，超声得到两亲性高分子负载纳米流体，以高分散程度状态存在而不易聚集、脱落和失活，制备的纳米流体不易发生团聚，稳定性好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石墨烯-金属复合纳米流体的制备方法，制备的石墨烯-金属复合纳米流体可长期稳定存在，有效防止复合纳米材料团聚造成的沉降，导热系数提高，热稳定性好，有效解决应用过程中微管路堵塞问题，方法简单，易于推广。

本发明所述的石墨烯-金属复合纳米流体的制备方法，包括以下步骤：