本发明属于太阳能利用相关，具体涉及一种水基改性碳纳米管纳米流体及其制备方法。
背景技术：
1、在直接吸收式太阳能集热器(dasc)中，导热流体的强太阳能捕获和高传热性能对于设计太阳能热吸收器以提高光热转换效率至关重要。但传统导热流体作为吸收介质时存在两大缺点：一是工作流体的稳定性差，另一个是光捕获能力弱，不能满足日益增长的能量需求。
2、目前，大量研究表明，纳米流体具有较高的导热性能，能在不添加任何染料的情况下很好的吸收太阳辐射能，同时基于不同纳米颗粒的互补光学吸收特性使其具有可控的吸收光谱宽带能够高效的进行太阳能吸收。因此，纳米流体与太阳能集热器的结合为显著提高太阳能的光热转换效率提供了理论基础。
3、目前纳米流体的稳定性主要通过添加表面活性剂或调整ph值来改善纳米流体的分散性。但是随着工作环境温度的升高，纳米颗粒与表面活性剂之间的相互作用减弱，导致纳米流体的分散性降低。而调节ph值会对纳米流体应用过程中所使用的设备或管道造成腐蚀。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种水基改性碳纳米管纳米流体及其制备方法，本发明在多壁碳纳米管纳米颗粒表面引入了热稳定性良好的亲水基团葫芦脲，能较好的解决工作流体稳定性差、光捕获能力弱的问题，使得其在太阳能集热系统中具有很好的应用前景。
2、实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
3、一种水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、将葫芦脲加入到去离子水中，搅拌均匀，随后加入过硫酸盐，在氮气保护下边搅拌边加热至75～95℃，接着在氮气保护和75～95℃下继续搅拌反应6～10h，反应完成后停止加热，冷却至室温后，向所得的混合产物中加入丙酮，生成白色沉淀，将白色沉淀依次用二甲基亚砜和丙酮洗涤，干燥，得到羟基化葫芦脲；
5、s2、将羟基化葫芦脲加入到二甲基甲酰胺中，搅拌溶解后，得到无色透明溶液，向无色透明溶液中滴加n,n-羰基二咪唑，在室温下搅拌2～4h，得到活化的羟基化葫芦脲；
6、s3、将氨基化多壁碳纳米管均匀分散于二甲基甲酰胺中，随后缓慢加入活化的羟基化葫芦脲，在室温下搅拌反应20～28h，反应完成后，将所得的混合产物过滤，将滤饼依次用二甲基甲酰胺、丙酮和去离子水洗涤，干燥，得到水基改性碳纳米管纳米颗粒；
7、s4、将水基改性碳纳米管纳米颗粒分散于基液中，得到所述的水基改性碳纳米管纳米流体。
8、所述的葫芦脲为葫芦[5]脲或葫芦[7]脲。
9、所述的葫芦脲为葫芦[7]脲。
10、所述的过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵。
11、所述的葫芦脲与过硫酸盐的摩尔比为0.058-0.103:1。
12、所述的羟基化葫芦脲与n,n-羰基二咪唑的摩尔比为1:6.05-10.1。
13、所述的氨基化多壁碳纳米管与活化的羟基化葫芦脲的质量比为1:1-3。
14、所述的基液为水、乙二醇、熔盐(53％kno3+40％nano2+7％nano3摩尔比)、离子液体[hmim]bf4中的至少一种。
15、所述的熔盐由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠组成，硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的摩尔比为53:40:7，离子液体为[hmim]bf4。
16、一种上述的方法制备的水基改性碳纳米管纳米流体。
17、与现有技术相比，本发明的优点与有益效果在于：
18、1、本发明在在难溶于水的碳纳米管纳米颗粒表面引入了具有良好热稳定性的亲水官能团葫芦脲(如cb[7])，使得改性后的碳纳米管纳米颗粒能够均匀稳定的分散在基液中。
19、2、本发明改性后的碳纳米管纳米颗粒添加到传统的基液中，一方面由于改性后的碳纳米管自身超高的导热系数(3000～6000w/m·k)可以提高流体的热传导性能，另一方面改性后的碳纳米管可以提高基液的光热转换效率。
20、3、本发明制备的纳米流体具有良好的光学性能和光热转换效率，试验表明，本发明的纳米流体太阳能消光系数最高可达10cm-1以上，光热转换效率最高可达95.68％。
21、4、本发明的制备方法简单，操作简便，操作条件容易控制，因而制作成本比较低。
1.一种水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的葫芦脲为葫芦[5]脲或葫芦[7]脲。
3.根据权利要求2所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的葫芦脲为葫芦[7]脲。
4.根据权利要求1所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的葫芦脲与过硫酸盐的摩尔比为0.058-0.103:1。
6.根据权利要求1所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的羟基化葫芦脲与n,n-羰基二咪唑的摩尔比为1:6.05-10.1。
7.根据权利要求1所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的氨基化多壁碳纳米管与活化的羟基化葫芦脲的质量比为1:1-3。
8.根据权利要求1所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的基液为水、乙二醇、熔盐(53％kno3+40％nano2+7％nano3摩尔比)、离子液体[hmim]bf4中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的水基改性碳纳米管纳米流体的制备方法，其特征在于：所述的熔盐由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠组成，硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的摩尔比为53:40:7，离子液体为[hmim]bf4。
10.一种权利要求1-9所述的方法制备的水基改性碳纳米管纳米流体。
