[发明专利]一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质及制备方法

权利要求书

1.一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于所述的太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，即将氧化石墨添加到乙二醇水溶液中，经超声振荡形成的太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体；

氧化石墨和乙二醇水溶液的用量，按氧化石墨：乙二醇水溶液为0.1-10mg：1mL的比例计算；

所述的乙二醇水溶液中，乙二醇的体积百分比浓度为10-50%。

2.如权利要求1所述的一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于所述的氧化石墨通过包括如下步骤的方法制备而成：

将纯度大于99.5%的天然石墨粉、硝酸钠和质量百分比浓度为98%的浓硫酸按质量比为1:1:100进行混合后于冰水浴中冷却至4℃以下，搅拌条件下加入高锰酸钾，然后继续在搅拌条件下控制温度10℃以下进行反应2h，然后在35℃油浴中继续搅拌反应0.5h，然后搅拌条件下加入去离子水，在90-100℃油浴中继续搅拌反应0.5h，反应结束后室温冷却，然后加入体积百分比浓度为30%的双氧水水溶液，继续搅拌15min后过滤，所得的滤饼依次用质量百分比浓度为10%的盐酸溶液和去离子水进行洗涤，直至流出液中无硫酸根被检测到为止，所得的滤饼在控制温度为60℃的真空干燥箱中进行干燥，得到氧化石墨；

高锰酸钾的加入量，按质量比计算，高锰酸钾：石墨粉为3:1；

反应过程中去离子水的加入量，按质量比计算，去离子水：石墨粉为100:1；

体积百分比浓度为30%的双氧水水溶液的加入量，按石墨粉：体积百分比浓度为30%的双氧水水溶液为1g:3mL的比例计算。

3.如权利要求2所述的一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于氧化石墨和乙二醇水溶液的用量，按氧化石墨：乙二醇水溶液为0.5mg：1mL的比例计算；

所述的乙二醇水溶液中，乙二醇的体积百分比浓度为50%。

4.如权利要求2所述的一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于氧化石墨和乙二醇水溶液的用量，按氧化石墨：乙二醇水溶液为10mg：1mL的比例计算；

所述的乙二醇水溶液中，乙二醇的体积百分比浓度为40%。

5.如权利要求2所述的一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于氧化石墨和乙二醇水溶液的用量，按氧化石墨：乙二醇水溶液为1mg：1mL的比例计算；

所述的乙二醇水溶液中，乙二醇的体积百分比浓度为30%。

6.如权利要求2所述的一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于氧化石墨和乙二醇水溶液的用量，按氧化石墨：乙二醇水溶液为0.1mg：1mL的比例计算；

所述的乙二醇水溶液中，乙二醇的体积百分比浓度为20%。

7.如权利要求2所述的一种太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质，其特征在于氧化石墨和乙二醇水溶液的用量，按氧化石墨：乙二醇水溶液为5mg：1mL的比例计算；

所述的乙二醇水溶液中，乙二醇的体积百分比浓度为10%。

8.如权利要求1-7任一所述的太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）、氧化石墨制备

将纯度大于99.5%的天然石墨粉、硝酸钠和质量百分比浓度为98%的浓硫酸按质量比为1:1:100进行混合后于冰水浴中冷却至4℃以下，搅拌条件下加入高锰酸钾，然后继续在搅拌条件下控制温度10℃以下进行反应2h，然后在35℃油浴中继续搅拌反应0.5h，然后搅拌条件下加入去离子水，在90-100℃油浴中继续搅拌反应0.5h，反应结束后室温冷却，然后加入体积百分比浓度为30%的双氧水水溶液，继续搅拌15min后过滤，所得的滤饼依次用质量百分比浓度为10%的盐酸溶液和去离子水进行洗涤，直至流出液中无硫酸根被检测到为止，所得的滤饼在控制温度为60℃的真空干燥箱中进行干燥，得到氧化石墨；

高锰酸钾的加入量，按质量比计算，高锰酸钾：石墨粉为3:1；

反应过程中去离子水的加入量，按质量比计算，去离子水：石墨粉为100:1；

体积百分比浓度为30%的双氧水水溶液的加入量，按石墨粉：体积百分比浓度为30%的双氧水水溶液为1g:3mL的比例计算；

（2）、将步骤（1）所得的氧化石墨添加到乙二醇水溶液中，在功率为300W、频率为20kHz下超声振荡2h，即得太阳能热水器用氧化石墨烯纳米流体传热工质。