[发明专利]以稻类生物质为原料的SiO2纳米流体制备工艺

说明书

本发明公开了一种以稻类生物质为原料的SiO₂纳米流体制备工艺，包括步骤：将稻类生物质破碎至第一预设粒径；将破碎后的稻类生物质颗粒进行除碱、烘干及热处理，得到符合预设纯度及第二预设粒径的初步二氧化硅产物；将初步二氧化硅产物加入以去离子水或乙二醇中加以搅拌直至二氧化硅的体积浓度达到预设值；将搅拌得到的溶液进行超声波破碎，得到最终的二氧化硅纳米流体。本方法以可再生生物质能源为原料制得纳米流体，相对于现有的化学沉淀法制备而言，成本低且能够大大降低对环境的污染。

技术领域

本发明涉及纳米流体介质制造领域，尤其涉及一种以稻类生物质为原料的SiO2纳米流体制备工艺。

背景技术

纳米流体可以作为换热介质，用于换热设备强化传热，减小换热设备的体积，在能源、化工、汽车、建筑、微电子、信息等领域具有巨大的潜在应用前景。

现有技术的SiO₂纳米流体的原料SiO₂一般采用化学沉淀法制备，将硅酸钠和酸化剂在一定的条件下发生沉淀反应，后经分离干燥得到二氧硅粉末。常用的酸化剂为盐酸、硫酸、硫硝等。工业制备过程包括水玻璃的生产、硫酸等生产、原料的运输、二氧化硅的合成，及纳米流体制备。这种制备方法需要用到大量的硅酸钠和酸化剂，其原料成本高，同时产生大量的废液，易造成环境污染。

因此，需要一种低成本且少污染的二氧化硅纳米流体制备工艺。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，现提供一种以稻类生物质为原料的SiO₂纳米流体制备工艺。

本发明采取的技术方案如下：

一种以稻类生物质为原料的SiO₂纳米流体制备工艺，包括步骤：

将稻类生物质破碎至第一预设粒径；

将破碎后的稻类生物质颗粒进行除碱、烘干及热处理，得到符合预设纯度及第二预设粒径的初步二氧化硅产物；

将初步二氧化硅产物加入以去离子水或乙二醇中加以搅拌直至二氧化硅的体积浓度达到预设值；

将搅拌得到的溶液进行超声波破碎，得到最终的二氧化硅纳米流体。

第一预设粒径指的是稻类生物质破碎后平均粒径。第二预设粒径指的是初步二氧化硅产物的平均粒径。

本方法以可再生生物质能源(稻类生物质)为原料制得纳米流体，相对于现有的化学沉淀法制备而言，成本低且能够大大降低对环境的污染。

于本发明其中一实施例中，所述稻类生物质为稻壳或稻草。

于本发明其中一实施例中，所述第一预设粒径为200～500μm。

于本发明其中一实施例中，除碱包括以下步骤：

将第一预设粒径的稻类生物质颗粒在水中浸泡12～24小时；

将浸泡后的稻类生物质颗粒用酸溶液进行酸洗，酸洗后进行过滤。

“将第一预设粒度的稻类生物质颗粒在水中浸泡12～24小时”，这样能够去除稻壳中大部分碱金属和碱土金属；“将浸泡后的稻类生物质颗粒用酸溶液进行酸洗，酸洗后进行过滤”，这样操作后能够完全去除碱金属和碱土金属。

于本发明其中一实施例中，酸洗所采用的酸浓度范围为4～10wt％，酸浸温度范围为95～120℃，酸浸时间范围为1～4小时，且稻类生物质颗粒与酸的比例为1:6～1:12g:ml。

于本发明其中一实施例中，酸洗所用酸为盐酸或硝酸。