學位論文
Permanent URI for this collectionhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/73894
Browse
1 results
Search Results
Item 渦集式捕集法製備碳系奈米流體及其特性與應用研究(2019) 尤尚邦; Yu, Shang-Pang本研究旨在開發出屬於一階合成法的渦集式捕集法製造系統（MSVTM）去製備碳系奈米流體。針對製造系統的可行性、產出物的材質與形貌、基本理化性質以及實用性等方面進行深入的分析與探討。 本研究主要分為三個部分。第一部分為使用自行開發之渦集式捕集法製造系統製備碳系奈米流體。此法是以氧乙炔火焰為碳源，並利用氣流導引燃燒產生含碳微粒的氣體進入渦集結構產生水霧與碳微粒的混合及收集而生成碳系奈米流體。接著再檢測產製材料的形貌、材質、粒徑、物理化學性質以及穩定性等基本性質以瞭解製程參數與碳系奈米流體各種基本性質之間的關係。本製造系統製備碳系奈米流體濃度可達0.055 wt%以上且平均粒徑約為20~50 nm。碳系奈米流體中所懸浮的奈米碳包含非晶碳、氧化石墨烯及還原氧化石墨烯等成份，且有良好的穩定性。 第二部為分散劑的選用評估。為了達到長期的穩定性以提高碳系奈米流體的實用性，本研究選用六種常用於奈米碳材的分散劑(CTAB、SDBS、SDS、CH、GA及PSS)加入碳系奈米流體中並進行穩定性測試及評估以尋求最佳穩定性的分散劑與濃度。實驗結果發現，含有分散劑的碳系奈米流體加熱到85℃後的穩定性明顯優於未加熱的樣本，且當分散劑濃度在0.4 wt%以上時，靜置35天以上仍然保持良好的穩定性。 最後分別選定SDBS及PSS作為機械（磨潤與切削）與能源領域（儲冷與熱交換）應用研究所使用的分散劑。結果顯示，含SDBS的碳系奈米油水混合液在磨潤實驗時可以比未加奈米碳系材料的油水混合液減少2.36倍以上的磨耗量。鑽削加工則顯示當碳系奈米材料濃度提升時，磨耗及表面粗糙度有降低的趨勢。在儲冷方面，使用含SDBS之碳系奈米流體的平均過冷卻度低於水0.93 ℃。含有PSS之碳系奈米流體使用在扁管及圓管氣冷式熱交換器進行熱交換性能評估時，碳系奈米流體在熱交換系統的效率因子之整體趨勢優於水。歸結上述研究結果顯示本系統製備之碳系奈米流體未來在相關應用領域應具有相當的發展潛力與實用性。