[학위논문]계면활성제를 이용한 MWCNT 와 Graphene의 분산성과 안정성 그리고 열특성에 관한 연구 Effects of Various Surfactants on Dispersion Stability and Heat Transfer Characteristics of Nanoparticle-Surfactant Complexes원문보기
본 연구는 그래핀과 MWCNTs (다중벽탄소나노튜브) 나노입자를 계면활성제로 분산시켜 더 나은 분산도 또는 안정성 그리고 열적특성 등을 보기위해 수행되었다. 분산을 잘시키기 위하여 ...
본 연구는 그래핀과 MWCNTs (다중벽탄소나노튜브) 나노입자를 계면활성제로 분산시켜 더 나은 분산도 또는 안정성 그리고 열적특성 등을 보기위해 수행되었다. 분산을 잘시키기 위하여 나노유체에 초음파처리를 UVspectroscopy 로 40분간 진행하였다. 각각의 용액의 안정성을 확인하기 위하여 Zeta potential를 측정하였다. Hot wire 를 통해 열전도율을 측정하여 세개의 계면활성제의 특성을 비교하였고 Hot plate & magnetic stirrer 를 사용하여 열용량을 측정하여 비교하였다. 계면 활성제를 사용하면 분산성과 안정성이 높아지는 것을 볼 수 있다. 그러나 계면활성제의 농도가 커질수록 나노유체의 열전도율은 떨어지는 것을 확인할 수 있다. Carbon-based nanomaterial 은 SDS계면활성제와 나노유체로 만들었을 때 가장 좋은 열전도율과 열용량을 가지게 되었고 적은양의 계면활성제를 넣었을때는 계면활성제가 없을 경우보다 더 좋은 열전도율을 볼 수 있었다. 그러나 양이온의 특성을 지닌DB계면활성제가 3개의 계면 활성제 중에 분산성은 가장 높게 측정되었으며, 음이온의 특성을 지닌SDBS가 분산안정성은 가장높은것으로 측정되었다. 이 실험에서 열전달에 관해서는 여러종류의 계면활성제가 적용되더라도 그래핀이 MWCNTs 보다 열적특성이 더 높은 것으로 확인되었다.
본 연구는 그래핀과 MWCNTs (다중벽탄소나노튜브) 나노입자를 계면활성제로 분산시켜 더 나은 분산도 또는 안정성 그리고 열적특성 등을 보기위해 수행되었다. 분산을 잘시키기 위하여 나노유체에 초음파처리를 UV spectroscopy 로 40분간 진행하였다. 각각의 용액의 안정성을 확인하기 위하여 Zeta potential를 측정하였다. Hot wire 를 통해 열전도율을 측정하여 세개의 계면활성제의 특성을 비교하였고 Hot plate & magnetic stirrer 를 사용하여 열용량을 측정하여 비교하였다. 계면 활성제를 사용하면 분산성과 안정성이 높아지는 것을 볼 수 있다. 그러나 계면활성제의 농도가 커질수록 나노유체의 열전도율은 떨어지는 것을 확인할 수 있다. Carbon-based nanomaterial 은 SDS계면활성제와 나노유체로 만들었을 때 가장 좋은 열전도율과 열용량을 가지게 되었고 적은양의 계면활성제를 넣었을때는 계면활성제가 없을 경우보다 더 좋은 열전도율을 볼 수 있었다. 그러나 양이온의 특성을 지닌DB계면활성제가 3개의 계면 활성제 중에 분산성은 가장 높게 측정되었으며, 음이온의 특성을 지닌SDBS가 분산안정성은 가장높은것으로 측정되었다. 이 실험에서 열전달에 관해서는 여러종류의 계면활성제가 적용되더라도 그래핀이 MWCNTs 보다 열적특성이 더 높은 것으로 확인되었다.
The surfactants sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), sodium dodecyl sulfate (SDS), and dodecyl betaine (DB) are used in graphene and carbon nano-tube (CNT) aqueous solutions, to develop an improved method that increases dispersion, creates long-term stability, and increases thermal characteristi...
The surfactants sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), sodium dodecyl sulfate (SDS), and dodecyl betaine (DB) are used in graphene and carbon nano-tube (CNT) aqueous solutions, to develop an improved method that increases dispersion, creates long-term stability, and increases thermal characteristics. To evenly disperse the nanoparticles in the base liquid, an ultrasound was applied for 40 m. The nanoparticle dispersion of solutions was compared using UV spectroscopy. Zeta potential was used to indicate the colloidal stability of each solution. The thermal conductivities of the nanofluid solutions were measured using a transient hot wire method, and the three different surfactants were compared. Additionally, heat capacity was measured using a hot plate and magnetic stirrer. Good stability and nanoparticle dispersion was observed for nanofluids with surfactants. However, the thermal conductivities of the nanofluid solutions decreased with increasing surfactant concentrations. Carbon-based nanofluids with SDS had better thermal conductivity and heat capacity than nanofluids with other surfactant dispersants. We found the nanofluid has less weight percent of surfactant have better heat transfer than without surfactant. However, DB produced better dispersion than other surfactants, and carbon-based nanofluids with SDBS and SDS have anionic surfactant both had a better stability than nanofluids has amphoteric surfactant DB. In terms of heat transfer, in this experiment, graphene had better heat transfer characteristics than multiwall CNTs, even though the nanoparticles were treated with various surfactants.
The surfactants sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), sodium dodecyl sulfate (SDS), and dodecyl betaine (DB) are used in graphene and carbon nano-tube (CNT) aqueous solutions, to develop an improved method that increases dispersion, creates long-term stability, and increases thermal characteristics. To evenly disperse the nanoparticles in the base liquid, an ultrasound was applied for 40 m. The nanoparticle dispersion of solutions was compared using UV spectroscopy. Zeta potential was used to indicate the colloidal stability of each solution. The thermal conductivities of the nanofluid solutions were measured using a transient hot wire method, and the three different surfactants were compared. Additionally, heat capacity was measured using a hot plate and magnetic stirrer. Good stability and nanoparticle dispersion was observed for nanofluids with surfactants. However, the thermal conductivities of the nanofluid solutions decreased with increasing surfactant concentrations. Carbon-based nanofluids with SDS had better thermal conductivity and heat capacity than nanofluids with other surfactant dispersants. We found the nanofluid has less weight percent of surfactant have better heat transfer than without surfactant. However, DB produced better dispersion than other surfactants, and carbon-based nanofluids with SDBS and SDS have anionic surfactant both had a better stability than nanofluids has amphoteric surfactant DB. In terms of heat transfer, in this experiment, graphene had better heat transfer characteristics than multiwall CNTs, even though the nanoparticles were treated with various surfactants.
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