發(fā)布時間：2017-08-06 23:24

  本文關(guān)鍵詞：Au納米流體的制備及其光熱轉(zhuǎn)換特性研究

  更多相關(guān)文章： Au納米顆粒 太陽能利用 光熱轉(zhuǎn)換 等離激元共振

【摘要】：太陽輻射作為地球上能量的主要來源,提高太陽能的利用效率能夠有效地緩解全球能源危機。目前,太陽能的吸收與利用主要有:光量子轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換,這兩種轉(zhuǎn)換方式的首要環(huán)節(jié)都需要強化工質(zhì)對太陽能的吸收性能。通過添加納米顆粒到基液中,能夠顯著地提高工質(zhì)的輻射吸收性能,從而提高工質(zhì)的光熱轉(zhuǎn)換效率。Au納米顆粒由于具有較高的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率、良好的穩(wěn)定性以及在較寬波長范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生較強的等離激元共振等優(yōu)點,成為等離激元共振應(yīng)用中最重要的金屬之一,并且其光熱轉(zhuǎn)換特性能夠應(yīng)用在熱控制、生物醫(yī)藥、激光技術(shù)以及量子計算機等各個方面。本課題在國內(nèi)外有關(guān)納米流體的制備以及光熱轉(zhuǎn)換特性研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以Au納米流體為主要研究對象,結(jié)合實驗方法和數(shù)值模擬研究在直接吸收式太陽能集熱器中等離激元Au納米流體的光熱轉(zhuǎn)換特性。主要研究內(nèi)容如下:采用種子生長法,探討Au納米顆粒的可控制備。重點研究該反應(yīng)過程中,種子溶液、生長溶液和生長次數(shù)等反應(yīng)條件對合成Au納米顆粒的影響�；诨瘜W(xué)反應(yīng)動力學(xué)的相關(guān)理論,探討Au納米顆粒的生長規(guī)律。針對Au納米流體的穩(wěn)定性,從其光熱轉(zhuǎn)換應(yīng)用角度考慮,將重點考慮Au納米流體的體積分數(shù)、溫度以及時間等因素對其穩(wěn)定性的影響。采用紫外-可見分光光度計監(jiān)控Au顆粒濃度的變化來評價Au納米流體的穩(wěn)定性。通過搭建光熱轉(zhuǎn)化實驗臺,測試納米流體光熱轉(zhuǎn)換特性。主要研究納米顆粒的尺寸、材料等因素對太陽能集熱器工質(zhì)溫升特性的影響。討論相關(guān)參數(shù)對Au納米流體的光熱轉(zhuǎn)換效率及裝置效率的影響,獲得Au納米流體在直接吸收式太陽能集熱器中的光熱轉(zhuǎn)換特性及規(guī)律。最后,基于瑞利散射近似,輻射傳遞方程和能量守恒方程計算一維直接吸收式太陽能集熱器的光熱轉(zhuǎn)換特性。主要研究顆粒的種類、濃度、尺寸形貌、光強以及裝置參數(shù)等因素對集熱器效率的影響。
【關(guān)鍵詞】：Au納米顆粒 太陽能利用 光熱轉(zhuǎn)換 等離激元共振
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.123;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 物理量名稱及符號表9-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 課題研究的背景和意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析13-21
• 1.2.1 納米流體制備研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.2 納米流體光熱轉(zhuǎn)換研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述簡析20-21
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容21-23
• 第2章 Au納米顆粒的制備23-42
• 2.1 引言23
• 2.2 實驗部分23-26
• 2.2.1 實驗試劑23
• 2.2.2 Au納米顆粒的制備23-25
• 2.2.3 Au納米顆粒表征25-26
• 2.3 實驗結(jié)果與討論26-41
• 2.3.1 種子溶液中HAuCl_4濃度對Au納米顆粒的影響26-31
• 2.3.2 種子溶液添加量對Au納米顆粒的影響31-33
• 2.3.3 種子溶液制備方法對Au納米顆粒的影響33-36
• 2.3.4 生長溶液中抗壞血酸溶液濃度對Au納米顆粒的影響36-38
• 2.3.5 生長次數(shù)對Au納米顆粒的影響38-40
• 2.3.6 Au納米顆粒生長機制分析40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第3章 Au納米流體的穩(wěn)定性測量42-49
• 3.1 引言42
• 3.2 實驗原理及步驟42-44
• 3.2.1 實驗原理42-43
• 3.2.2 實驗過程43-44
• 3.3 實驗結(jié)果與討論44-48
• 3.3.1 顆粒尺寸對Au納米流體穩(wěn)定性的影響44-45
• 3.3.2 表面活性劑濃度對Au納米流體穩(wěn)定性的影響45-46
• 3.3.3 溫度對Au納米流體穩(wěn)定性的影響46
• 3.3.4 穩(wěn)定性機制分析46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 Au納米流體光熱轉(zhuǎn)換特性實驗研究49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗裝置49-52
• 4.2.1 實驗裝置設(shè)計49-51
• 4.2.2 Au納米流體的制備與表征51-52
• 4.3 實驗結(jié)果與討論52-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 Au納米流體光熱轉(zhuǎn)換特性數(shù)值計算57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 計算模型57-62
• 5.2.1 數(shù)學(xué)模型57-61
• 5.2.2 初始條件和邊界條件61
• 5.2.3 求解方法61-62
• 5.3 計算結(jié)果與討論62-67
• 5.3.1 工質(zhì)溫度分布特點62-63
• 5.3.2 顆粒體積分數(shù)對集熱效率的影響63
• 5.3.3 集熱器深度對集熱效率的影響63-64
• 5.3.4 照射時間對集熱效率的影響64-65
• 5.3.5 輻射強度對集熱效率的影響65
• 5.3.6 顆粒材料對集熱效率的影響65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻71-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果78-81
• 致謝81

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