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(yáng)能利用 光熱轉(zhuǎn)換 等離激元共振

【摘要】：太陽(yáng)輻射作為地球上能量的主要來(lái)源,提高太陽(yáng)能的利用效率能夠有效地緩解全球能源危機(jī)。目前,太陽(yáng)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(qiáng)化工質(zhì)對(duì)太陽(yáng)能的吸收性能。通過(guò)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(zhǎng)范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的等離激元共振等優(yōu)點(diǎn),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(jì)算機(jī)等各個(gè)方面。本課題在國(guó)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(duì)象,結(jié)合實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值模擬研究在直接吸收式太陽(yáng)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?jī)?nèi)容如下:采用種子生長(zhǎng)法,探討Au納米顆粒的可控制備。重點(diǎn)研究該反應(yīng)過(guò)程中,種子溶液、生長(zhǎng)溶液和生長(zhǎng)次數(shù)等反應(yīng)條件對(duì)合成Au納米顆粒的影響�；诨瘜W(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論,探討Au納米顆粒的生長(zhǎng)規(guī)律。針對(duì)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(diǎn)考慮Au納米流體的體積分?jǐn)?shù)、溫度以及時(shí)間等因素對(duì)其穩(wěn)定性的影響。采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)監(jiān)控Au顆粒濃度的變化來(lái)評(píng)價(jià)Au納米流體的穩(wěn)定性。通過(guò)搭建光熱轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)臺(tái),測(cè)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(duì)太陽(yáng)能集熱器工質(zhì)溫升特性的影響。討論相關(guān)參數(shù)對(duì)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(yáng)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(jì)算一維直接吸收式太陽(yáng)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(qiáng)以及裝置參數(shù)等因素對(duì)集熱器效率的影響。
【關(guān)鍵詞】：Au納米顆粒 太陽(yáng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O614.123;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 物理量名稱及符號(hào)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(guó)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(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析20-21
• 1.3 本文主要研究?jī)?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(shí)驗(yàn)部分23-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論26-41
• 2.3.1 種子溶液中HAuCl_4濃度對(duì)Au納米顆粒的影響26-31
• 2.3.2 種子溶液添加量對(duì)Au納米顆粒的影響31-33
• 2.3.3 種子溶液制備方法對(duì)Au納米顆粒的影響33-36
• 2.3.4 生長(zhǎng)溶液中抗壞血酸溶液濃度對(duì)Au納米顆粒的影響36-38
• 2.3.5 生長(zhǎng)次數(shù)對(duì)Au納米顆粒的影響38-40
• 2.3.6 Au納米顆粒生長(zhǎng)機(jī)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(cè)量42-49
• 3.1 引言42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)原理及步驟42-44
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原理42-43
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程43-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論44-48
• 3.3.1 顆粒尺寸對(duì)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(duì)Au納米流體穩(wěn)定性的影響45-46
• 3.3.3 溫度對(duì)Au納米流體穩(wěn)定性的影響46
• 3.3.4 穩(wěn)定性機(jī)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(shí)驗(yàn)研究49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)裝置49-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)49-51
• 4.2.2 Au納米流體的制備與表征51-52
• 4.3 實(shí)驗(yàn)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(jì)算57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 計(jì)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(jì)算結(jié)果與討論62-67
• 5.3.1 工質(zhì)溫度分布特點(diǎn)62-63
• 5.3.2 顆粒體積分?jǐn)?shù)對(duì)集熱效率的影響63
• 5.3.3 集熱器深度對(duì)集熱效率的影響63-64
• 5.3.4 照射時(shí)間對(duì)集熱效率的影響64-65
• 5.3.5 輻射強(qiáng)度對(duì)集熱效率的影響65
• 5.3.6 顆粒材料對(duì)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(xiàn)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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