亲油性纳米金的TEM图（B为乙醇处理后的图片）
纳米流体作为一种具有广阔应用前景的新型高效换热材料, 其优异性能和应用领域的探索备受关注. 金属在固体中的导热能力最强,将纳米金属添加到纳米流体中可以更有效地提高其传热能力. 但纳米金属具有很高的表面活性,容易发生团聚甚至沉降, 尤其难以稳定悬浮在油性介质中,这是阻碍纳米金属应用于油基纳米流体的技术瓶颈. 以往, 油基纳米流体以黏度较大的油品作为基液的相关研究较多, 而对于低黏度基液纳米流体鲜有报道, 主要是由于纳米金属在低黏度油类基液中更难稳定分散. 因此, 在低黏度油性介质中形成分散性好、稳定性高及低团聚的油基纳米流体, 是值得关注的基础性课题.
纳米金由于其独特的性质, 如表面等离子共振吸收、共振散射、催化活性以及自组装形成功能化纳米结构等,已经引起广泛关注. 当纳米金粒径小于10 nm时, 在一些反应中能够表现出很高的催化活性. 采用氯金酸直接还原法制备纳米金是研究得最多的方法, 但制备的纳米金颗粒分散性差,易团聚. 在制备油基纳米流体时, 一般通过添加表面活性物质, 如十六烷基三甲基溴化铵、烷基硫醇和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等, 以提高纳米流体的稳定时间, 但分散剂可能对纳米流体本身的性能产生一定影响, 比如硫醇等不利于油类的稳定性.
浙江大学化学系方文军等人分别采用N-十六烷基-N-(羟乙基)-N,N-二甲基溴化铵(CHDAB) 和丁烷-1,4-二( N-十六烷基-N , N-二甲基溴化铵)(G16-4-16)2种阳离子表面活性剂作为金属表面修饰剂, 在石油醚/正丁醇/水混合体系中用KBH4还原HAuCl4制备出亲油性纳米金.其中, 双子表面活性剂G16-4-16显示出更好的包裹分散作用, 其包裹的纳米金粒径分布范围较窄, 平均粒径为5.2nm. 将该纳米金颗粒分散在液态烷烃、甲苯和长链烷基醇等溶剂中可制成稳定的油基纳米流体. 采用紫外-可见光谱法跟踪热稳定性随时间的变化, 结果表明, 该纳米流体显示了较好的热稳定性, 在130℃稳定时间达20 h. 采用点热源法测定了该纳米流体的导热系数, 结果表明, 50℃时添加质量分数1.5%的纳米金可以使其导热系数增大约17%.