本發(fā)明屬于復(fù)合材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生活中許多溶劑的分解都需要催化劑，而他們催化反應(yīng)的進(jìn)行往往需要吸收熱量。目前，將甲醇作為原燃料制氫已是相當(dāng)普遍，在化石燃料日益枯竭的今天，甲醇制氫無疑是雪中送炭。氫氣，作為一種可再生清潔能源，在很多領(lǐng)域都被使用，如電子產(chǎn)業(yè)、石油化工等。但是甲醇的直接燃燒面臨巨大問題，其燃料化學(xué)會有巨大損失。為了解決這一問題，已有專家提出一種間接甲醇燃燒方法——中低溫太陽能甲醇重整制氫，通過外部能源加熱甲醇水溶液得混合蒸氣，通入拋物槽式太陽能集中反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。中低溫太陽能甲醇重整制氫反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，其中，以太陽能作為重整反應(yīng)的熱源，提供反應(yīng)所需的200-300℃的熱量，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而被利用，這個可以解決甲醇直接燃燒所引起的化學(xué)損這一問題。但前期將甲醇水溶液加熱蒸發(fā)是通過外部能源加熱，必有大量能源損耗，針對這一情況進(jìn)行改進(jìn)，在甲醇水溶液中加入既有熱催化性能又有強(qiáng)光吸收的顆粒，形成納米流體，使得甲醇水溶液在光照下快速升溫達(dá)到沸點開始蒸發(fā)得到甲醇水混合蒸氣，再通過光照加熱達(dá)到200-300℃開始反應(yīng)生成氫氣。因此，這種兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體，不僅可以減少一次能源的利用成本，而且可以簡化反應(yīng)裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體及制備方法，該納米流體能夠在保證熱催化性能的前提下提高光吸收性能，將光吸收范圍由可見光擴(kuò)展為近紅外甚至達(dá)到全光譜利用，將催化裝置中需要通過外部能源加熱改善成利用兼?zhèn)溆袩岽呋匦缘膹?qiáng)光吸收的納米流體的內(nèi)部加熱，能夠減少一次能源的利用成本和簡化反應(yīng)裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體，由納米顆粒與制氫溶劑混合而成，所述納米顆粒由具有熱催化性能的材料與具有等離激元效應(yīng)的材料復(fù)合而成。

優(yōu)選的，所述納米顆粒由兩種或兩種以上材料合成；溶劑由一種或者多種制氫原液組成。在選擇具有熱催化性能的材料與具有等離激元效應(yīng)的材料時，可分別選擇一種或多種，多種材料的混合能夠使得混合物獲得多種特性。

所述納米顆粒中的具有熱催化性能的材料與制氫溶劑直接接觸，以保證具有熱催化性能的材料不喪失其熱催化性能。如，所述具有等離激元效應(yīng)的材料呈不連續(xù)形狀分布在具有熱催化性能的材料表面，且具有等離激元效應(yīng)的材料間留有間隙，制氫溶劑通過這些間隙與具有熱催化性能的材料直接接觸。優(yōu)選的，所述具有等離激元效應(yīng)的材料為若干個圓點狀，并點綴分布在具有熱催化性能的材料表面。

一種兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體的制備方法，步驟如下：

步驟一：制備納米顆粒：確定制備納米顆粒所需的具有熱催化性能的材料與具有等離激元效應(yīng)的材料，制備復(fù)合納米顆粒；

步驟二：制備納米流體：將納米顆粒加入到制氫溶劑中，超聲獲得均勻的納米流體。

有益效果：本發(fā)明提供了一種兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體及制備方法，該納米流體由具有熱催化性能的材料以及具有等離激元效應(yīng)的材料制備成復(fù)合納米顆粒，并與制氫溶劑形成納米流體，不僅使其具有熱催化性能，而且可以利用等離激元效應(yīng)增強(qiáng)納米流體的光吸收。相較于單有熱催化特性的納米流體，加入具有等離激元效應(yīng)的材料后，可以促進(jìn)納米流體對光的吸收，吸收度增大，擴(kuò)大光吸收范圍，從而將熱催化裝置中需要通過外部能源加熱改善成利用兼?zhèn)溆袩岽呋匦缘膹?qiáng)光吸收的納米流體的內(nèi)部加熱，形成光輔助熱催化裝置。這樣減少了一次能源的利用成本和簡化反應(yīng)裝置。

附圖說明

圖1為納米流體示意圖

圖中，1、具有熱催化性能的材料，2、具有等離激元效應(yīng)的材料，3、制氫溶劑。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，本發(fā)明提供的兼?zhèn)涮柲軓?qiáng)化吸收與熱催化屬性的納米流體，由納米顆粒與制氫溶劑混合而成，所述納米顆粒由具有熱催化性能的材料與具有等離激元效應(yīng)的材料復(fù)合而成。

納米顆粒由兩種或兩種以上材料合成；溶劑由一種或者多種制氫原液組成。在選擇具有熱催化性能的材料與具有等離激元效應(yīng)的材料時，可分別選擇一種或多種，多種材料的混合能夠使得混合物獲得多種特性。

納米顆粒中的具有熱催化性能的材料與制氫溶劑直接接觸，以保證具有熱催化性能的材料不喪失其熱催化性能。如圖1中，具有等離激元效應(yīng)的材料呈若干個圓點狀分布于具有熱催化性能的材料表面，圓點狀的具有等離激元效應(yīng)的材料之間留有間隙，制氫溶劑通過這些間隙與具有熱催化性能的材料直接接觸。除圓點狀外，具有等離激元效應(yīng)的材料還可以為其他不連續(xù)的形狀。

下面通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。根據(jù)下述實施例，可以更好的理解本發(fā)明。

下述實施例以cuo/ag納米流體為例進(jìn)行說明，cuo對甲醇具有催化作用，ag具有表面等離激元效應(yīng)，將這兩種性能的材料制備出納米顆粒與甲醇混合，可以形成一種兼?zhèn)錈岽呋匦缘膹?qiáng)光吸收納米流體。

實施例1：

第一步：cuo/ag納米顆粒的制備

(1)將1.7625gcu(no3).3h20與5gpvp(聚乙烯吡絡(luò)烷酮)溶于150ml去離子水中，磁力攪拌4h，作為前驅(qū)體；然后配置濃度為0.1mol/l的氨水145ml，逐滴加入前驅(qū)體中，磁力攪拌并在60℃下加熱8h，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水清洗5次，干燥得cuo粉末；

(2)將制備的cuo粉末溶于100ml乙醇溶液中，并超聲1h，將配置好的濃度為0.03mol/l的sncl2乙醇溶液滴入cuo乙醇溶液中，磁力攪拌15min中，用乙醇溶液清洗5次，得到活性cuo；

(3)將活性cuo乙醇溶液逐滴滴入配置好的濃度為0.015mol/l的agno3溶液中，反應(yīng)2h，用去離子水清洗5次，干燥得到cuo/ag納米顆粒。

第二步：cuo/ag納米流體制備過程：

將干燥得到的cuo/ag納米顆粒稱取0.02g,根據(jù)cuo與ag在cuo/ag納米顆粒中所占的質(zhì)量比例，分別為cuo占89.3％，ag占10.7％，加入19.4ml甲醇，超聲15min中得到體積濃度為0.015％的均勻納米流體。

利用分光光度計，對配置體積濃度為0.015％的cuo和cuo/ag納米流體測吸收度，cuo溶液的吸收峰在638nm處，cuo/ag納米流體的吸收峰的位置在740nm，965nm，1160nm，可見相同濃度的cuo/ag納米流體與cuo溶液，前者的吸收度從可見到近紅外都較后者的高，且在波長800nm往后，cuo溶液的吸收曲線成明顯下滑趨勢，而cuo/ag納米流體的吸收曲線平緩，未有明顯下滑趨勢。

實施例2:

第一步：cuo/ag納米顆粒的制備

(1)將1.7625gcu(no3).3h20與5gpvp(聚乙烯吡絡(luò)烷酮)溶于150ml去離子水中，磁力攪拌4h，作為前驅(qū)體；然后配置濃度為0.1mol/l的氨水145ml，逐滴加入前驅(qū)體中，磁力攪拌并在60℃下加熱8h，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水清洗5次，干燥得cuo粉末；

(2)將制備出的cuo粉末溶于100ml乙醇溶液中，并超聲1h,將配置好的濃度為0.06mol/l的sncl2乙醇溶液滴入cuo乙醇溶液中，磁力攪拌15min中，用乙醇溶液清洗5次，得到活性cuo；

(3)將活性cuo乙醇溶液逐滴滴入配置好的濃度為0.03mol/l的agno3溶液中，反應(yīng)2h，用去離子水清洗5次，干燥得到cuo/ag納米顆粒.

第二步：cuo/ag納米流體制備過程：

將干燥得到的cuo/ag納米顆粒稱取0.02g,根據(jù)cuo與ag在cuo/ag納米顆粒中所占的質(zhì)量比例，分別為cuo占80.8％，ag占19.2％，加入18.7ml甲醇，超聲15min中得到體積濃度為0.015％的均勻納米流體。

利用分光光度計，對配置體積濃度為0.015％的cuo和cuo/ag納米流體測吸收度，cuo溶液的吸收峰在638nm處，cuo/ag納米流體的吸收峰在723nm，963nm，1161nm，可見相同濃度的cuo/ag納米流體與cuo溶液，前者的吸收度從可見到近紅外都較后者的高，且在波長800nm往后，cuo溶液的吸收曲線成明顯下滑趨勢，而cuo/ag納米流體的吸收曲線平緩，未有明顯下滑趨勢。

實施例3：

第一步：cuo/ag納米顆粒的制備：

(1)將1.7625gcu(no3).3h20與5gpvp(聚乙烯吡絡(luò)烷酮)溶于150ml去離子水中，磁力攪拌4h，作為前驅(qū)體；然后配置濃度為0.1mol/l的氨水145ml，逐滴加入前驅(qū)體中，磁力攪拌并在60℃下加熱8h，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水清洗5次，干燥得cuo粉末；

(2)將制備出的cuo粉末溶于100ml乙醇溶液中，并超聲1h,將配置好的濃度為0.12mol/l的sncl2乙醇溶液滴入cuo乙醇溶液中，磁力攪拌15min中，用乙醇溶液清洗5次，得到活性cuo；

(3)將活性cuo乙醇溶液逐滴滴入配置好的0.06mol/l的agno3溶液中，反應(yīng)2h，用去離子水清洗5次，干燥得到cuo/ag納米顆粒.

第二步：cuo/ag納米流體制備過程：

將干燥得到的cuo/ag納米顆粒稱取0.02g,根據(jù)cuo與ag在納米粒子cuo/ag中所占的質(zhì)量比例，分別為cuo占67.8％，ag占32.2％，加入17.8ml甲醇，超聲15min中得到體積濃度為0.015％的均勻納米流體。

利用分光光度計，對配置體積濃度為0.015％的cuo和cuo/ag納米流體測吸收度，cuo溶液的吸收峰在638nm處，cuo/ag納米流體的吸收峰在709nm，963nm，1199nm，可見相同濃度的cuo/ag納米流體與cuo溶液，前者的吸收度從可見到近紅外都較后者的高，且在波長800nm往后，cuo溶液的吸收曲線成明顯下滑趨勢，而cuo/ag納米流體的吸收曲線平緩，未有明顯下滑趨勢。

以上所述僅是本申請的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不脫離本申請技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。