新型復合磁性納米流體的光熱及回收性能

目錄

1.研究背景......................................................................1

2.研究內容......................................................................1

3.結論與展望..................................................................11

1.研究背景

納米流體作為一種新型的太陽能利用工件，具有良好的應用前景。近年

來，以納米流體為基液的光熱轉換系統進行了大量的研究。例如：貴金屬、碳

納米管、雜化納米流體等的光熱應用。然而，上述材料都具有成本昂貴、回收

困難的特點。目前，很少有學者研究功能化的納米流體，并專注于它們的

收。因此，本篇文獻的作者制備了負載Fe3()4的功能化碳納米管(CNTs),并對

Fe304/CNTs納米流體在直接吸收式太陽能收集潛的光熱性能進行了研究。

2.研究內容

本篇文獻作者通過化學共沉淀法將Fe3()4顆粒裝飾在CNTs顆粒上，制備

出新型復合磁性Fe304/CNTs納米流體△對于Fe304/CNTs納米流體的表征如

圖1所示。從圖1(a)和圖1(b)中可以看出Fe3()4納米顆粒均勻地附著在管狀

CNTs上。另外,從圖1(d)和圖1⑻可分別看出所制備的FesOJCNTs納米流

體具有良好的熱穩定性和明顯的順磁性。同時，還測試了該納米流體的吸光度

和透過率，如圖2所示。可以清楚的看到其具有較強的捕光能力，即在可見光

范圍內具有高吸光度和低透過率。

第1頁共11頁

圖lFe3“/CNTs的特征。(a)SEM,(b)TEM,(c)XRD,(d)TGA,(e)FesO/CNTs的磁性能，(f)改

性示意圖。

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圖2Fe3O4/CNTs納米流體的⑶吸光度和(b)透過率。

本篇文獻的光熱轉換實驗平臺示意圖，如圖3所示。主要分為三個主要部

分。其中一部分是模擬光系統，使用伍燈光源來模擬太陽光。另一部分為加熱

蒸發系統，使用由亞克力板制成的加熱室來模擬直接吸收式集熱器。第三部分

是數據采集系統，在加熱室內均勻分布6個熱電偶，記錄內部納米流體的溫

度。另外，在實驗過程中將加熱室放置在精密天平上，記錄納米流體的質量變

化。

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圖3實驗系統原理圖。

為保證本實驗的可行度，作者將本文工作的結果與同類文獻的數據和經驗

公式進行對比，結果如圖4所示。最大誤差分別為7.66%和7.68%,證明了該

實驗系統是可靠的。

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圖4實驗系統的驗證：⑶水溫，（b）光照后溫度變化。

本篇文獻的研究內容主要分為四部分。第一大部分為納米流體濃度的影響

（如圖5-圖9所示）、第二大部分為光照強度的影響（如圖5-圖9所示）、第三

大部分為納米流體深度的影響（如圖5.圖9所示）和第四大部分納米流體的回

收利用率（如圖10和圖11所示）。圖5顯示了不同質量分數納米流體在不同

深度下的溫升。

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圖5不同質量分數納米流體在不同深度下的溫升。50ppM：(a)20mm,(b)30mm,(c)

40mm；lOOppM：(d)20mm,(e)30mm,(f)40mm；150ppM：(g)20mm,(h)30mm,(i)

40mm,(j)水，30mmo

圖6顯示了不同質量分數的納米流體在不同深度下的熱效率。

第5頁共11頁

第6頁共11頁

圖6不同質量分數的納米流體在不同深度下的熱效率。29mm：(a)150ppM,(b)100ppM,(c)

50ppM；30mm：(d)150ppM,(e)100ppM,(f)50ppfvl；40mm：(g)150ppM,(h)100

ppM,(i)50ppM,(j冰，30mm。

圖7顯示了不同質量分數的納米流體在不同深度下的質量變化。

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圖7不同質量分數的納米流體在不同深度下的質量變化。50ppM：(a)20mm,(b)30mm,(c)

40mm；lOOppM：(d)20mm,(e)30mm,(f)40mm；350ppM：(g)20mm,(h)30mm,

(i)40mm,(j)水，30mm.

圖8顯示了不同質量分數納米流體的蒸發速率。

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