一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，所述帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液為質(zhì)量濃度為1～50%的溴化鋰水溶液，且溴化鋰水溶液內(nèi)含有占溴化鋰水溶液總重量0.001～0.01%的納米金微粒和占溴化鋰水溶液總重量0.01～0.1%的表面活性劑和占溴化鋰水溶液總重量0.01～0.1%的分散穩(wěn)定劑。該介質(zhì)顯示優(yōu)良的分散穩(wěn)定性、物質(zhì)傳導性。
【專利說明】一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸
[0002]收液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]溴化鋰吸收式制冷機是以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷劑，利用水在高真空下蒸發(fā)吸熱達到制冷的目的。為使制冷過程能連續(xù)不斷地進行下去，蒸發(fā)后的冷劑水蒸氣被溴化鋰溶液所吸收，溶液變稀，這一過程是在吸收器中發(fā)生的，然后以熱能為動力，將溶液加熱使其水份分離出來，而溶液變濃，這一過程是在發(fā)生器中進行的。發(fā)生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝結(jié)成水，經(jīng)節(jié)流后再送至蒸發(fā)器中蒸發(fā)。如此循環(huán)達到連續(xù)制冷的目的。
[0004]溴化鋰，分子式:LiBr。白色立方晶系結(jié)晶或粒狀粉末，極易溶于水，溶解度為 254g/100ml水(90°C);溶于乙醇和乙醚，微溶于吡啶，可溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有機溶劑。易潮解，在100g水中的溶解度為142.7g(0°C)，243.6g(82°C)?？扇苡谝颐?、乙醇、戊醇等溶劑中。有一水合物、二水合物、三水合物，常溫時多為二水合物，160°C以上轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水物。
[0005]目前市場上的溴化鋰吸收式制冷機經(jīng)常需要在使用前在溴化鋰溶液中加入緩蝕劑進行緩蝕，目前的緩蝕劑主要有兩種，雖然都具有良好的緩蝕性能，但氧化膜與基層的附著能力不是十分理想，容易出現(xiàn)剝離起殼等缺陷，往往導致溴化鋰溶液容易惡化，影響溴化鋰溶液的使用壽命；另外鉻酸鹽對環(huán)境會造成嚴重污染和強致癌性；鑰酸鋰在溴化鋰吸收式制冷機整個運行中，易產(chǎn)生氫氣，影響系統(tǒng)的真空度，進而影響溴化鋰溶液的吸收效果， 導致制冷 效率下降。
[0006]近幾年來，為了提高流體的傳熱特性，對在流體中分散小于IOOnm的納米粒子的所謂的納米流體進行了廣泛研究。例如，為了提高以往的用于冷卻電腦的中央處理裝置 (CPU)產(chǎn)生的熱的水冷式冷卻裝置的冷卻效率，在冷卻水中混入具有高的導熱率的碳納米管或金屬材質(zhì)的納米粒子，使冷卻水的導熱系數(shù)比其混入前增大2~3倍的技術(shù)。另外，將在以往的一般冷凍劑中注入納米粒子使導熱率與熱容量提高的納米流體作為工作流體，以提高與冷凝器以及蒸發(fā)器中的外部空氣的熱交換效率的技術(shù)。但是，由于僅在單一成分的冷凍劑或冷卻水中含有納米粒子，且上述納米流體不是在物質(zhì)傳導側(cè)增加的流體，不適用于吸收式系統(tǒng)的冷凍劑。另外，在現(xiàn)有的納米流體適用技術(shù)中，由于仍無確保分散穩(wěn)定性的技術(shù)，故難以長時間的穩(wěn)定使用。本發(fā)明因此而來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于提供一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中溴化鋰水溶液經(jīng)一段時間使用后容易堵塞、熱交換效率低等技術(shù)問題。
[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0009]一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，所述溴化鋰吸收液為質(zhì)量濃度在I~50%的溴化鋰水溶液，且溴化鋰水溶液內(nèi)含有占溴化鋰水溶液總重量0.001~0.01%的納米金微粒和占溴化鋰水溶液總重量0.01~0.1%的表面活性劑和占溴化鋰水溶液總重量
0.01~0.1%的分散穩(wěn)定劑。
[0010]優(yōu)選的，所述分散穩(wěn)定劑為氨基醇絡合型鈦酸酯。
[0011]優(yōu)選的，所述納米金微粒的濃度為0.001wt%。
[0012]優(yōu)選的，所述表面活性劑為辛醇。
[0013]優(yōu)選的，所述辛醇的濃度為0.01wt%o
[0014]優(yōu)選的,所述納米金微粒的粒徑在I~lOOnm。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液的制備方法，包括以下步驟:
[0016](I)分別制備質(zhì)量濃度在I~50%的溴化鋰水溶液和納米金微粒；
[0017](2)向質(zhì)量濃度在I~50%的溴化鋰水溶液添加納米金微粒，進行超聲波分散處理；
[0018](3)加入表面活性劑、分散穩(wěn)定劑進一步混勻后繼續(xù)超聲波分散處理，得到所述帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液。
[0019]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述步驟(2)或(3)中重復實施2次以上超聲波分散處理。
[0020]制備方法具體說明
[0021]首先，用溴化鋰與水配制溴化鋰水溶液。此時，上述溴化鋰水溶液的質(zhì)量濃度在質(zhì)量濃度在I~50%范圍內(nèi)?？梢圆捎眉兊匿寤嚭驼麴s水進行配制，也可以采用高濃度如質(zhì)量濃度大于50%以上的溴化鋰水溶液與蒸餾水混合進行配制。優(yōu)選為質(zhì)量濃度在20%~ 40%的范圍，則物質(zhì)的傳導性可更加提高。
[0022]然后，在上述配制的溴化鋰水溶液中添加納米金微粒。納米金微粒的粒徑范圍控制在I~IOOnm范圍內(nèi)。納米金微粒為粉狀粒子，可以形成為塊狀。當這種塊狀粒子在溴化鋰水溶液中分散時，呈現(xiàn)發(fā)生凝聚而立即沉淀的現(xiàn)象。
[0023]在本發(fā)明中，施加超聲波，以提高分散性。另外，在本發(fā)明中，添加分散穩(wěn)定劑前后均施加超聲波處理，更加提高其分散穩(wěn)定性。
[0024]采用氨基醇絡合型鈦酸酯作為分散穩(wěn)定劑，可以提高溴化鋰水溶液的分散穩(wěn)定性。至于氨基醇絡合型鈦酸酯的添加量，經(jīng)證實，當氨基醇絡合型鈦酸酯占含該氨基醇絡合型鈦酸酯的吸收液總重達到0.01~0.1重量％濃度時，分散性更加提高，當該濃度達到0.1 重量％時，分散性更加提高。
[0025]另一方面，至于納米粒子濃度，納米粒子在上述納米粒子的溴化鋰水溶液的質(zhì)量濃度處于0.001~0.01%的范圍時，顯示高的分散穩(wěn)定性。
[0026]然后對添加了上述納米粒子的溴化鋰水溶液施加超聲波，使納米粒子分散。此時， 超聲波達到一定值20000Hz，而使納米粒子分散。另外，此時的振幅為70~80。通過超聲波振動產(chǎn)生的分散，是利用來自振子及喇叭的超聲波施加至溴化鋰水溶液內(nèi)時產(chǎn)生超聲波空洞化的機理。上述超聲波空洞化的機理，由核生成、氣泡的生長及充分生長的氣泡的爆炸破裂的3階段構(gòu)成。上述生成的氣泡中的溫度與壓力，分別達到約4500°C及數(shù)百大氣壓，充分生長的氣泡破裂時，會發(fā)生溫度約1500°C，壓力為數(shù)百大氣壓的沖擊波。通過該沖擊波， 納米粒子彼此之間的連結(jié)發(fā)生分解，納米粒子達到分散。[0027]穩(wěn)定性檢測說明
[0028]對分散的溶液的一部分取樣，放入50ml小瓶內(nèi)，提取樣本，對該提取的樣本，采用 I電位測定裝置測定I電位。作為用定量的數(shù)值判斷配制的吸收液的分散穩(wěn)定性的方法， 也可以采用濁度與PH的分析方法等，優(yōu)選采用I電位判斷吸收液的分散穩(wěn)定性。
[0029]當從納米溴化鋰吸收液的外部施加電場時，納米粒子向與其表面電位的符號的相反的方向移動，考慮到此時的電場強度與流體力學的效果，求出納米粒子的移動速度，該求出的值為I電位。即，對帶電的膠體粒子分散的體系，從外部施加電場，粒子移動至電極， 其速度與粒子的電荷量成比例，因此，如果測定粒子的移動速度，則可決定I電位，該I電位就反映分散穩(wěn)定性。雖然上述I電位受PH的影響大，但是，特別是采用溴化鋰水溶液作為吸收液時，由于PH濃度沒有使I電位產(chǎn)生大的誤差，因此，通過I電位測定的分散穩(wěn)定性測定值的可靠性高。
[0030]在本發(fā)明中，為了測定上述粒子的移動速度，特別采用電泳一光散射法。該電泳一光散射法，采用多普勒效應求出粒子的移動速度。即，當對電泳的粒子照射激光時，來自粒子的散射光因多普勒效應而改變頻率，該變化量與粒子的泳動速度成比例，因此，只要測定頻率變化量則可知粒子的移動速度。一般情況下，由于粒子的移動速度非常緩慢，多普勒頻移(~100Hz)遠遠小于入射光的頻率(5X1012)。檢出這種小頻率之差的方法，可以采用使入射光的一部分與散射光混合的外差法。
[0031]上述外差法，可同時觀察泳動粒子中的多普勒頻移的散射光與相當于非泳動粒子的參照光。即，當與其他頻率的光混合時，將通過干涉產(chǎn)生的位移作為散射光的強度變化而加以測定。如上述測定的散射強度，可采用來自與光子有相關(guān)關(guān)系的散射強度的自相關(guān)函數(shù)表示。此時，粒子由于布朗運動使自相關(guān)函數(shù)發(fā)生衰減而變成余弦波。把自相關(guān)函數(shù)用 FFT (快速傅里葉變換)解析而轉(zhuǎn)變成功率譜時，可從該功率譜求出膠體粒子的多普勒頻移量，基于該量求出粒子的移動速度，通過該速度可以計算出I電位。
[0032]按照上述方法測定二成分納米溴化鋰水溶液的I電位的絕對值時，呈現(xiàn)穩(wěn)定區(qū)域與不穩(wěn)定區(qū)域。即，I電位在0~30mV的范圍時，流體處于不穩(wěn)定的區(qū)域，當在上述范圍以上時，即絕對值處于30mV以上時，流體處于穩(wěn)定的區(qū)域。因此，從測定€電位的結(jié)果可以判斷，當該測定的絕對值處于30mV以上時，溴化鋰水溶液的分散穩(wěn)定性大。
[0033]本發(fā)明為了解決上述問題而提出，其目的是提供一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液及其制備方法，具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性及物質(zhì)傳導特性。本發(fā)明得到的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液顯示優(yōu)良的分散穩(wěn)定性、物質(zhì)傳導性。這種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液適合吸收式制冷設(shè)備使用，通過在吸收式冷凍裝置、冷熱水器等冷凍系統(tǒng)吸收器中使用，促進物質(zhì)傳導，能夠使吸收器或吸收式冷凍系統(tǒng)本身小型化，長期使用時也保持穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
[0035]實施例1溴化鋰吸收液的配制[0036]( I)溴化鋰水溶液的配制
[0037]配制濃度為Iwt %、10wt*%、20wt*%、30wt*%、40wt*%、50wt*% 的溴化鋰吸收液。溴化鋰與水的配比按表1進行。
[0038]表1溴化鋰水溶液的組分配比
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，其特征在于，所述溴化鋰吸收液為質(zhì)量濃度在1~50%的溴化鋰水溶液，且溴化鋰水溶液內(nèi)含有占溴化鋰水溶液總重量0.001~0.01%的納米金微粒和占溴化鋰水溶液總重量0.01~0.1%的表面活性劑和占溴化鋰水溶液總重量0.01~0.1%的分散穩(wěn)定劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，其特征在于，所述分散穩(wěn)定劑為氨基醇絡合型鈦酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，其特征在于，所述納米金微粒的濃度為0.001wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，其特征在于，所述表面活性劑為辛醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，其特征在于，所述辛醇的濃度0.01wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液，其特征在于，所述納米金微粒的粒徑在I~IOOnm。
7.—種權(quán)利要求1~6任意一項所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)分別制備質(zhì)量濃度在I~50%的溴化鋰水溶液和納米金微粒；(2)向質(zhì)量濃度在I~50%的溴化鋰水溶液添加納米金微粒，進行超聲波分散處理；(3)加入表面活性劑、分散穩(wěn)定劑進一步混勻后繼續(xù)超聲波分散處理，得到所述帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶納米金分散體系的溴化鋰吸收液的制備方法，其特征在于，所述步驟(2 )或(3 )中重復實施2次以上超聲波分散處理。
【文檔編號】C09K5/04GK103555277SQ201310451375
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】吳冬琪 申請人:昆山市周市溴化鋰溶液廠