[发明专利]一种绿色无腐蚀性载冷剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种绿色无腐蚀性载冷剂，质量组成如下：丙二醇10％～20％，乙二醇5％～15％，甲酸钾15％～25％，Al₂O₃纳米颗粒1％～3％，十二烷基苯磺酸钠1％～5％，吐温80 0.5％～1.5％，四硼酸钠0.5％～2％，氧化镁2.5％～3.5％，磷酸1.5％～2.5％，硝酸3％～5％，乙二胺四乙酸0.02％～0.04％，余量为去离子水。

2.制备权利要求1所述绿色无腐蚀性载冷剂的方法，所述绿色无腐蚀性载冷剂质量组成如下：丙二醇10％～20％，乙二醇5％～15％，甲酸钾15％～25％，Al₂O₃纳米颗粒1％～3％，十二烷基苯磺酸钠1％～5％，吐温80 0.5％～1.5％，四硼酸钠0.5％～2％，氧化镁2.5％～3.5％，磷酸1.5％～2.5％，硝酸3％～5％，乙二胺四乙酸0.02％～0.04％，余量为去离子水；所述方法包括：

(1)Al₂O₃纳米流体制备：

(a)将Al₂O₃纳米颗粒置于5～10倍质量的0.1～0.5mol·L^-1的丙酮溶液中，超声处理30～50min，过滤后在50～70℃下真空干燥脱水6～10h；

(b)使用机械搅拌器将步骤(a)所得Al₂O₃纳米颗粒与乙二醇基液混合，在水浴温度60～70℃、10～20r/min的转速下搅拌15～30min得到悬浮液；

(c)将分散剂十二烷基苯磺酸钠通过一个微型孔喷嘴加入步骤(b)悬浮液中，给纳米颗粒施加150～200N/m²的剪切应力，将悬浮液和纳米分散剂混合，水浴温度为50～70℃，反应时间2～4h，获得纳米流体；

(d)先将步骤(c)制得的纳米流体在11000～15000RCF下离心20min，然后在14000～20000RCF下离心10min，获得高悬浮稳定性、尺寸均一的Al₂O₃纳米流体；

(2)防腐蚀液制备：将氧化镁、磷酸、硝酸和乙二胺四乙酸加入反应器皿中，以回流比1.5～2.5进行精馏，反应时间为1～2h，反应温度为70～80℃，真空度为1～1.6kPa，制备得到A液，恒温水浴70～80℃保存待用；

(3)混合：将吐温80加入到去离子水中，超声震荡得到吐温分散液；将丙二醇、甲酸钾、四硼酸钠混合，超声震荡，得到混合液；将制备好的Al₂O₃纳米流体和吐温分散剂依次加入到混合液中，机械搅拌10～20min得到B液；

(4)将温度为70～80℃的A液通入设备中，静置10～15min后烘干，再加入B液，得到所述绿色无腐蚀性载冷剂。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(1)中所用Al₂O₃纳米颗粒粒径为20～40nm。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(1)中超声处理参数为：振幅40～60kHz，300～500W。

5.权利要求1所述绿色无腐蚀性载冷剂在船载冷舱制冷系统中的应用。