[发明专利]稳定化的六方氮化硼纳米颗粒

说明书

一种组合物，包括水、醇或水和醇混合物的连续相；分散在所述连续相中的六方氮化硼纳米颗粒；和具有式(I)的化合物或其盐，其中n为50‑200的整数，y为20‑200的整数

技术领域

本公开涉及包含六方氮化硼纳米颗粒的稳定组合物。

介绍

传热流体用于许多应用，特别是作为冷却剂或防冻剂。使用传热流体的实例包括去除或交换来自固定和汽车内燃机的过量热量、电动机和发电机产生的热量、工艺热和冷凝热(例如，在炼油厂和蒸汽发生设备中)、来自电子设备的热量或在燃料电池系统中产生的热量。在每个应用中，传热流体的热导性和热容是重要的。

历史上，考虑换热时水是优选的流体。然而，水通常与防冻剂(例如，醇如二元醇或盐)混合以获得防冻性质。与纯水相比，这些混合物具有降低的传热能力，但仍优于液体如有机油、硅油或合成酯。

导热系数较高的传热流体是理想的。尽管水基和水/二元醇基的流体主导市场，但它们并不总是提供足够的传热性能。特别地，节能应用和设备需要开发具有比目前可获得的传热流体具有显著更高的热导率的传热流体。具有悬浮固体的流体可以表现出更高的热导率。固体比流体具有更大的热导率。例如，固体铜、铝、氧化铜和氧化硅的热导率分别为401W/m.K、237W/m.K、76.5W/m.K和1.38W/m.K。相比之下，流体水、单乙二醇和典型的油分别具有0.613W/m.K、0.252W/m.K和0.107W/m.K的热导率。自从麦克斯韦在1881年出版的理论著作以来，已经对包含固体颗粒的分散体的有效热导率进行了许多理论和实验研究。

纳米粒子掺入流体中可以提供更高的热导率。提出在水、乙二醇和发动机油等流体中使用纳米颗粒，以生产具有改进的传热能力的新类型的工程流体(纳米流体)。参见S.U.-S.Choi，ASME Congress，San Francisco，CA，November 12-17,1995。已经报道了含有Al₂O₃和CuO纳米颗粒的流体的热导率测量。参见S.U.-S.Choi等，ASME Transactions280，Vol.121，May 1999。与不含纳米颗粒的相同流体相比，仅含有少量纳米颗粒的纳米流体具有显着更高的热导率。

然而，分散的纳米颗粒(包括六方氮化硼纳米颗粒)的稳定性差，已经阻碍了纳米流体作为传热流体的应用。到目前为止，与稳定性有关的研究集中在粒度选择和粒度分布以及分散技术上。

概要

本文公开了包含六方氮化硼纳米颗粒的稳定组合物、制备稳定组合物的方法，以及利用组合物作为传热流体进行热交换的方法。

在第一实施方案中，组合物包含选自由水、醇以及水和醇混合物组成的组的连续相；分散在所述连续相中的六方氮化硼纳米颗粒；和具有式(I)的化合物或其盐

其中n为50-200的整数，y为20-200的整数。

在第二实施方案中，组合物包含连续相的水；分散在所述连续相中的六方氮化硼纳米颗粒；和具有式(I)的化合物或其盐

其中n为50-200的整数，y为20-200的整数。

在一个实施方案中，交换热的方法包括a.在汽车内燃机中产生热量；b.使物流经过热交换器的一侧；C.使组合物经过所述热交换器的另一侧；和d.在所述热交换器中将热量从所述物流传递到所述组合物。在该方法中，所述组合物包含选自由水、醇以及水和醇混合物组成的组的连续相；分散在所述连续相中的六方氮化硼纳米颗粒；和具有式(I)的化合物或其盐

其中n为50-200的整数，y为20-200的整数。

详细说明