基于尿素/氯化膽堿低共熔溶劑體系納米流體制備及其熱物性研究

劉昌會，劉紅莉，張天鍵，饒中浩

（中國礦業大學電氣與動力工程學院，江蘇徐州221116）

引 言

工業和科技的眾多領域都離不開熱量傳遞，在能源形勢日益嚴峻的背景下，強化換熱已成為提高能源利用率的重要手段[1-4]。傳統的單相換熱工質受困于其較低的熱導率而無法滿足換熱需求，因此迫切需要開發更為高效的換熱介質。納米流體是指將粒徑小于100 nm 的納米顆粒以一定比例加入到液體介質基液中制成的穩定懸浮液[5-8]。國內外學者研究發現，液體中加入納米級顆粒后，液體的熱導率和傳熱性能都得到有效提高和增強[9-11]。因此，納米流體現已被廣泛研究用于熱量傳遞的各個領域，例如，作為相變蓄冷材料來提高太陽能利用率，用作車載冷卻液和冷卻劑轉移熱量并提高制冷效率，用于散熱系統減緩大型設備的溫升，結合熱管也可用于冷卻微型電子設備，回收工業余熱等[12-15]。

傳統納米流體通常采用水、油或有機醇類為基液，往往受限于較窄的液程而無法適用于復雜的溫況或滿足特殊的設備要求。為解決這一難題，目前普遍采用離子液體為基液來制備納米流體[16-17]。然而，離子液體作為傳熱工質存在一些不可避免的缺點，例如制備成本高、制備過程復雜及純化困難等，更為嚴重的是含有咪唑和吡啶類離子液體往往具有較大的生物毒性[18-19]。低共熔溶劑(deep eutectic solvents,DESs)是指在較低溫度下，按一定比例把兩種或多種組分進行簡單的物理混合后，氫鍵供體(hydrogen bond donor, HBD)和氫鍵受體(hydrogen bond acceptor, HBA)之間由于氫鍵作用而形成的均質透明的液態共熔鹽[20]。它具有與離子液體相似的低飽和蒸氣壓、高沸點等性質，是一種相對常規離子液體而言生物兼容性更好、降解能力更優及可持續發展性能更好的新型類離子液體，且其化學性質穩定、制備過程簡單、價格低廉[21]。目前，DESs 已被廣泛研究用于化學催化、電化學、油品精制、材料制備等諸多領域[22-23]。將DESs 作為基液進行納米流體制備與研究的一些工作也已經出現，例如Liu等[21]通過填充納米級TiO2、Al2O3和氧化石墨烯，制備研究了丙三醇/氯化膽堿DESs 體系納米流體，發現所開發的納米流體熱導率可以提高3%～11.4%，進一步將該DESs 體系應用于填充化學改性二氧化硅納米顆粒制備納米流體，研究結果表明在氫鍵作用下，所獲得的納米流體獲得了更強的穩定性以及13.6%的熱導率提升[23]；Fang等[24]將氧化石墨烯納米顆粒分散在含有銨基與磷基的DESs中，熱導率最大提高了177%；Chen等[25]將鹵化磷鹽與鹵化銨鹽制備成DESs，并加入碳納米管(CNT)獲得了多種納米流體，發現對于基于銨基的DES-CNT 納米流體，有最大30%的熱增強，而在基于磷基的DES-CNT 納米流體中，產生負的熱增強。低共熔溶劑作為納米流體現已得到較為深入的研究，但是現有的研究仍然存在一些局限性，例如原材料的成本較高、熱穩定性較差，在中高溫應用領域依然存在一些問題，因此開發出一類綠色環保、廉價易得、高熱穩定性的低共熔溶劑基納米流體依然具有十分重要的研究意義。尿素是哺乳動物體內蛋白質代謝的主要成分，其廉價易得、綠色且易降解，被廣泛用于農作物肥料和精細化學品。同時，由于尿素具有良好的熱穩定性，將其作為氫鍵給體所制備得到的低共熔溶劑具有十分優異的熱穩定性[26]。

為了解決傳統換熱工質熱導率低、液程窄的問題，本文研究以尿素作為DESs 的氫鍵給體，氯化膽堿作為DESs 的氫鍵受體，制備的尿素/氯化膽堿DESs，并嘗試將石墨烯、Al2O3及TiO2等三種納米粒子分散在基液中以制備納米流體，系統地研究了納米流體的熱導率、黏度等熱物性能和靜態穩定性能。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與儀器設備

本文以尿素（Urea）和氯化膽堿（ChCl）為原料通過簡單的加熱攪拌來合成DESs。尿素及氯化膽堿采購于上海泰坦科技股份有限公司，純度均為≥99.0%。石墨烯來源于上海化成工業發展有限公司。Al2O3和TiO2采購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，純度分別為99.99%、99.8%。采用的主要實驗儀器與設備分別為：FA2204B 型電子天平（上海精科天美科學儀器有限公司，量程為0～200 g，精度為0.0001 g），ZNCL-GS 智能磁力加熱鍋（鞏義市予華儀器有限責任公司），NDJ-79B 旋轉黏度計（上海昌吉地質儀器有限公司），ZTG-2015 高低溫循環一體機（鄭州紫拓儀器設備有限公司），TC3000L 熱導率測量儀（西安夏溪電子科技有限公司）。納米流體的穩定性主要通過靜置法來觀察，由于實驗尿素/氯化膽堿DESs 熔點較高，加入納米粒子后更易發生凝結現象，本文涉及的納米流體穩定性觀察均將納米流體置于40℃烘箱中，以防止納米流體長時間放置后凝固而影響穩定性觀察。

1.2 尿素/氯化膽堿DESs的制備

尿素和氯化膽堿在反應過程中是通過構建分子間氫鍵得到DESs[27-28]。通過文獻查閱，尿素作為DESs 的氫鍵供體，氯化膽堿中的Cl-為氫鍵受體[29]。尿素和氯化膽堿形成DES ([ChCl][Urea]n)的過程可表示為：

根據文獻[30]，尿素和氯化膽堿反應后合成的DESs 離子透過率隨溫度的升高呈現出先增大后趨于穩定的趨勢。此外，反應時間也會影響離子透過率，其中[ChCl][Urea]n離子透過率隨時間的延長先增大后穩定。由此，本文將油浴設置溫度為90℃，轉數為800 r/min，控制反應時間為90 min，制備出尿素/氯化膽堿摩爾比分別為1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1、3∶1的DESs，隨后對其進行性能測試與表征，選取最優的比例進行下一步研究。

1.3 尿素/氯化膽堿DESs納米流體的制備

獲得合適的尿素/氯化膽堿DESs 后，將其作為基液，按照一定質量分數分別加入石墨烯、Al2O3、TiO2三種納米粒子，800 r/min 高速攪拌2 h，隨后25 kHz 超聲振蕩1 h，使其成為穩定的混合體系，即獲得所研究的納米流體。

2 實驗結果分析與討論

2.1 尿素/氯化膽堿DESs的表征與結果分析

采用目測法，借助智能磁力加熱鍋觀察了尿素和氯化膽堿合成的DESs（[ChCl][Urea]n）在30℃下的狀態，結果如圖1和表1所示。

圖1 不同比例尿素/氯化膽堿制備的低共熔溶劑Fig.1 Deep eutectic solvent with different n(Urea)/n(ChCl)

表1 不同比例尿素/氯化膽堿制備的低共熔溶劑狀態Table 1 States of DESs synthesized with different n（Urea）/n（ChCl）

由圖1 及表1 可知，隨著尿素含量的增大，DESs([ChCl][Urea]n)的狀態由白色晶體到澄清液體再到有晶體析出，說明DESs的凝固點先減小后增大。關于凝固點的變化可作如下解釋：隨著尿素物質的量的增大，尿素分子與氯化膽堿的陰離子Cl-形成的氫鍵作用力呈現出先增強后減弱的趨勢，當尿素物質的量較小時，形成的氫鍵數量還較少，尚未達到Cl-結合氫鍵的飽和度，尿素對氯化膽堿陰陽離子有序結構的破壞還未達最大，因此，DES 凝固點還未達最低；當尿素物質的量剛好滿足Cl-結合氫鍵的飽和度時，DES 凝固點可有最小值；當尿素物質的量過大時，尿素自身的分子間作用力增強，與Cl-形成氫鍵的能力就會減弱，不能有效破壞氯化膽堿陰、陽離子間的結構，其DES凝固點會相應增大。

當n(Urea)/n(ChCl)為1∶1 和3∶1 時，形成的DESs會發生凝固，不適合作為納米流體的基液，也不宜進行熱導率和黏度的測量。因而，僅對n(Urea)/n(ChCl)為1.5∶1～2.5∶1的DESs進行熱導率和黏度的測量，進而分析結果，以選取適當摩爾比的DESs 作為納米流體的基液。

如圖2(a)所示，尿素和氯化膽堿反應后合成的DESs([ChCl][Urea]1.5～2.5)的黏度不僅與反應物的摩爾比密切相關，還隨溫度明顯變化，且大量氫鍵的存在使其黏度比一般有機溶劑的黏度大得多。圖2(a)的結果表明，隨著尿素/氯化膽堿摩爾比的增大，DESs（[ChCl][Urea]n）的黏度先減小后增大，當尿素/氯化膽堿的摩爾比為2.5∶1 時，形成的DESs（[ChCl][Urea]2.5）的黏度最小。DESs 的HBA 和HBD 之間存在范德華力和氫鍵作用力，n(Urea)/n(ChCl)為1.5∶1～2.5∶1 時，尿素越多，尿素與氯化膽堿之間的氫鍵作用越強，尿素分子間作用力和氯化膽堿陰陽離子間作用越弱，DESs 的黏度就越小，流動性越好。由于尿素和氯化膽堿之間形成氫鍵的數量有限，且具有一定的飽和性，當尿素/氯化膽堿的摩爾比繼續增大至2.5∶1～3∶1 時，尿素和氯化膽堿之間的氫鍵作用力不會再變強，但由于尿素相對含量過大，尿素分子間的作用力及氯化膽堿陰陽離子間的作用力變大，使得DESs的黏度變得更大，造成其流動性變差。實驗結果顯示，DESs（[ChCl][Urea]n）的黏度隨溫度的升高而減小，從30℃到35℃的變化較為劇烈，表明DESs（[ChCl][Urea]n）的黏度在低溫下對溫度比較敏感，此后，隨著溫度的繼續升高，DESs（[ChCl][Urea]n）的黏度下降趨勢逐漸變小，這是因為溫度的升高使得DESs 中的各組分的間距變大，從而造成黏度減小。

圖2 不同配比基液的黏度(a)與熱導率(b)Fig.2 Viscosity(a)and thermal conductivity(b)of base fluids as a function of counterparts ratio

如圖2(b)所示，尿素和氯化膽堿反應后合成的DESs（[ChCl][Urea]1.5～2.5）的熱導率隨溫度的變化近乎為一條水平線。這可能是由于尿素和氯化膽堿在90℃下反應完全后，實驗時的溫度條件并不足以影響一定摩爾比下的DESs的物質結構，因此熱導率不會受到溫度影響。但實驗合成的DESs 受尿素/氯化膽堿的摩爾比影響較大，尿素量增大，熱導率也隨之增大，[ChCl][Urea]2.5的熱導率達到最大。這可能是因為尿素的熱導率比氯化膽堿的熱導率更大，使得尿素含量越高，DESs 的熱導率越大，此外，尿素/氯化膽堿摩爾比增大的過程中，尿素與氯化膽堿之間以氫鍵的形式結合得更加緊密，使得DESs的空隙更小，從而導致熱導率變大。

基液黏度越小，其流動性越好，但其加入納米顆粒后形成的納米流體的穩定性可能會變差，基液熱導率越大，其換熱能力就越好。鑒于DESs（[ChCl][Urea]n）的黏度顯著大于常見有機溶劑，因此，選取n(Urea)/n(ChCl)為2.5∶1的DES 為基液制備相應的納米流體并探究其熱物性。

2.2 石墨烯納米流體表征與分析

2.2.1 石墨烯納米流體黏度與熱導率 石墨烯納米流體的黏度測試結果如圖3所示。

圖3 表明，石墨烯納米流體的黏度隨溫度升高而減小，在低溫下對溫度比較敏感，黏度值變化較劇烈，此后，隨著溫度的繼續升高，黏度的下降趨勢逐漸變小。這樣的變化規律與基液尿素/氯化膽堿DESs隨溫度的變化相似，可能是因為石墨烯的加入并不能改變納米流體流動載體基液的黏度隨溫度變化的整體趨勢。此外，當石墨烯質量分數為0.01%～6%時，石墨烯納米流體黏度高于基液[ChCl][Urea]2.5的黏度，隨著石墨烯質量分數的增加，石墨烯納米流體黏度總體上也在增大，且其隨溫度的變化更加明顯。實驗結果顯示，當石墨烯質量分數增大到2%后，石墨烯納米流體黏度值的增大才較為明顯。可能是因為石墨烯質量分數較小時對基液[ChCl][Urea]2.5的影響不大，當石墨烯質量分數達到一定值時才會明顯增加石墨烯納米流體各組分間的摩擦力，從而增大該石墨烯納米流體的黏度[31]。總體而言，溫度和石墨烯的質量分數均會對石墨烯納米流體的黏度產生一定影響。

圖3 不同質量分數石墨烯納米流體的黏度Fig.3 Viscosity of graphene nanofluids as a function of mass fractions

圖4 不同質量分數石墨烯納米流體熱導率(a);不同溫度下石墨烯納米流體熱導率增長率(b)Fig.4 Thermal conductivity of graphene nanofluids with different mass fractions(a);Thermal conductivity enhancement of graphene nanofluids as a function of different testing temperatures(b)

圖4(a)、(b)分別為基液[ChCl][Urea]2.5加入不同質量分數石墨烯后的熱導率測量結果和石墨烯納米流體的熱導率相對于基液[ChCl][Urea]2.5熱導率的增長率。結果表明，石墨烯納米流體的質量分數越大，其熱導率越大，相對于基液[ChCl][Urea]2.5的增長率也越大，在石墨烯質量分數為0.01% ～6%內，質量分數為6%石墨烯納米流體的熱導率最大，其增長率可達到29.0%。這可能是因為石墨烯本身的熱導率較大，也可能是石墨烯納米顆粒填充了基液[ChCl][Urea]2.5本身存在的空隙，導致了石墨烯納米流體熱導率的增大。因而，石墨烯的加入量增大，納米流體的熱導率隨之呈增大的趨勢。由圖4（a）還可以看出，石墨烯納米流體的熱導率幾乎不隨溫度發生變化，說明石墨烯的加入并不會改變基液[ChCl][Urea]2.5在30～60℃下對溫度不敏感的性質。

2.2.2 石墨烯納米流體穩定性 石墨烯納米流體穩定性結果如圖5所示。

圖5 石墨烯納米流體穩定性Fig.5 Stability of graphene filled nanofluids

將石墨烯納米流體靜置15 d，發現0.01%～6%的石墨烯納米流體表觀穩定性良好，并未觀察到明顯分層和沉淀。隨著時間的延長，雖無明顯的分層和沉淀，卻均在底部存在微小沉淀（表觀無差異，傾斜樣品才可看出），且除了質量分數為0.01%和0.1%的納米流體，其他樣品在表層處均存在黑色變淺的微小趨勢（表觀無差異，手電筒直射下才可看出）。其中質量分數為0.05%和6%的樣品，相較于其他樣品表層黑色更淺些。在第6 天，發現質量分數為0.05%的樣品底部沉淀上附著一層未溶晶體，隨著時間延長，質量分數為0.01%～2%的納米流體均逐漸出現沉淀附著的晶體，出現前后相差不超過1 d，但質量分數為4%和6%的樣品未發現此現象。可能是由于納米流體放置時間的延長及[ChCl][Urea]2.5DESs自身的特性，造成了石墨烯納米流體發生了顆粒團聚，使這些顆粒附近的基液產生了凝結現象。

2.3 Al2O3納米流體表征與分析

2.3.1 Al2O3納米流體黏度與熱導率 Al2O3質量分數分別為0.1%、0.5%、1%和2%的流體的黏度和熱導率測試結果如圖6 所示。如圖6（a）所示，Al2O3納米流體的黏度隨溫度升高而減小，低溫處的黏度曲線變化更為陡峭，其變化規律與石墨烯納米流體黏度隨溫度的變化類似。與石墨烯納米流體黏度變化不同的是，隨著Al2O3質量分數的增大，Al2O3納米流體的黏度反而減小，對于0.1%～2%的Al2O3納米流體，2%的Al2O3納米流體的黏度最小，但仍然大于基液[ChCl][Urea]2.5的黏度。這可能是因為尿素/氯化膽堿DESs中加入Al2O3后，Al2O3破壞了DESs中原本密集的氫鍵網絡，[ChCl][Urea]2.5與Al2O3聚集結合在一起，使得DESs[ChCl][Urea]2.5間的空隙變大，Al2O3的加入量越多，[ChCl][Urea]2.5間的空隙越大，使得Al2O3納米流體的黏度越小，但由于Al2O3納米顆粒是一種固體顆粒，它的加入會增大Al2O3納米流體中各組分間的碰撞和摩擦，增大[ChCl][Urea]2.5的流動阻力，使得Al2O3納米流體的黏度大于純基液[ChCl][Urea]2.5的黏度。

圖6 不同質量分數氧化鋁納米流體黏度(a)與熱導率(b)Fig.6 Viscosity(a)and thermal conductivity(b)of Al2O3 nanofluids with different mass fractions

由圖6（b）可知，Al2O3納米流體熱導率隨溫度的升高略有增大，但增長得并不明顯，這說明Al2O3會影響基液[ChCl][Urea]2.5的結構，但影響并不大。此外，對于質量分數為0.1%～2%的Al2O3納米流體，質量分數大于等于1%時，Al2O3納米流體導熱率大于基液[ChCl][Urea]2.5的熱導率，Al2O3加入量大于1%后，Al2O3納米流體的熱導率增長率才有所增長，但較石墨烯納米流體小得多。這可能是因為Al2O3納米粒子的熱導率大于[ChCl][Urea]2.5，但相比石墨烯而言Al2O3導熱能力比石墨烯小得多，因而，相對于基液[ChCl][Urea]2.5，Al2O3納米流體熱導率只表現為微小的增長。

2.3.2 Al2O3納米流體穩定性 Al2O3納米流體穩定性觀察結果如圖7所示。

圖7 Al2O3納米流體穩定性Fig.7 Stability of Al2O3 nanofluids

將Al2O3納米流體靜置15 d，發現0.1%～2%Al2O3納米流體的表觀穩定性良好，未觀察到明顯的分層和沉淀。隨著放置時間的延長，樣品底部均存在微小的沉淀。在第9 天，2% Al2O3納米流體底部存在沉淀附著的未溶晶體，晶體層較石墨烯納米流體薄，隨著時間延長，1%、0.5%、0.1%的Al2O3納米流體也逐漸出現沉淀附著的晶體，出現前后相差不超過1 d。此外，由圖7 可以看到，由于底部的微小沉淀和晶體層的存在，使得0.1% Al2O3納米流體的視覺效果不均勻。這可能是因為Al2O3的加入量越多，Al2O3顆粒越容易發生團聚而沉降，原本與Al2O3顆粒結合的[ChCl][Urea]2.5在Al2O3脫離后，尿素與氯化膽堿間氫鍵的結合度下降，使得Al2O3附近的DESs達到其凝固點，從而在Al2O3底部形成晶體。

2.4 TiO2納米流體表征與分析

2.4.1 TiO2納米流體黏度與熱導率 質量分數分別為0.1%、0.5%、1%和2%的TiO2納米流體的黏度和熱導率測試結果如圖8所示。

由圖8（a）可知，TiO2納米流體的黏度隨溫度升高而減小，低溫下的黏度值變化較劇烈，此后，隨著溫度的繼續升高，TiO2納米流體黏度的下降趨勢逐漸變小，這樣隨溫度變化的規律與Al2O3納米流體和石墨烯納米流體均相似。此外，與Al2O3納米流體類似，TiO2質量分數越大，TiO2納米流體的黏度越小，且TiO2黏度隨溫度變化的曲線更平緩，對于0.1%～2%的TiO2納米流體，2%的TiO2納米流體的黏度最小，低溫下的黏度仍然大于基液[ChCl][Urea]2.5的黏度，這可能是TiO2與Al2O3同為金屬氧化物，使TiO2納米流體有著與Al2O3納米流體相同的黏度變化的原因。還可看出，一定的低溫范圍內，TiO2納米流體的黏度受TiO2的加入量影響較大，而在更高溫度范圍內，TiO2納米流體的黏度值幾乎重合，可能TiO2納米流體在此溫度范圍的黏度受TiO2加入量的影響較小，主要與基液[ChCl][Urea]2.5的性能有關。

由圖8（b）可知，TiO2納米流體的熱導率隨溫度的升高略有增大，但增長得并不明顯，說明TiO2會影響基液[ChCl][Urea]2.5的結構，但影響并不大。對于0.1%～2%的TiO2納米流體，質量分數達到0.5%時，TiO2納米流體的熱導率大于基液[ChCl][Urea]2.5的熱導率，TiO2加入量大于0.5%后，TiO2納米流體的熱導率增長率有所增加，且與Al2O3納米流體熱導率的增值相當，但較石墨烯納米流體的熱導率增長率小得多。

2.4.2 TiO2納米流體穩定性 TiO2納米流體穩定性觀察結果如圖9所示。

將TiO2納米流體靜置15 d，發現0.1%、0.5%、1%TiO2納米流體表觀穩定性良好，未觀察到明顯的分層和沉淀，2% TiO2納米流體存在略微的分層趨勢。隨著放置時間的延長，樣品底部均存在微小的沉淀。觀察結果顯示，在第5 天，2% TiO2納米流體表現出分層趨勢，1%、0.5%、0.1% TiO2納米流體均先后出現沉淀附著的晶體層。這可能是由于TiO2的加入量越多，其顆粒間的碰撞越易發生，就會有越多的TiO2顆粒產生沉降。由此看出，TiO2加入量大于2%后，TiO2納米流體的穩定性會變差。

2.5 不同納米粒子填充的納米流體熱物性對比分析

圖8 不同質量分數TiO2納米流體黏度(a)與熱導率(b)Fig.8 Viscosity(a)and thermal conductivity(b)of TiO2 nanofluids with different mass fractions

由上文可知，三種不同納米顆粒的微量填充均能讓尿素/氯化膽堿DESs 體系的熱導率獲得提升，并且與填充粒子本身性質密切相關。石墨烯作為三者中熱導率最大的材料，對于DESs熱導率的提升也最為明顯，僅6%的石墨烯便可使使得基液的熱導率提升了約30%。而與此同時，在這一比例下石墨烯顆粒填充的納米流體黏度大幅度升高，使得流動性能降低，說明石墨烯的存在對于尿素/氯化膽堿DESs 體系內的分子間作用力產生了明顯的影響。TiO2納米流體隨納米顆粒填充量增多其黏度的上升趨勢最為緩慢，在三者中表現出最優的流動性能，然而通過觀察可知其在靜止狀態下難以保持長時間的穩定，在一定程度上限制了其應用范圍。由此可推測，為了獲得兼具優異導熱能力、流動性能及穩定性的尿素/氯化膽堿DESs 基納米流體，應當進一步研究通過其他附加手段，如，研究化學改性、額外添加其他有利于傳熱流動的化學試劑等方法。

圖9 TiO2納米流體穩定性Fig.9 Stability of TiO2 nanofluids

3 結 論

本文通過實驗研究了以尿素/氯化膽堿（[ChCl][Urea]2.5）DESs 為基液的0.01%～6%石墨烯納米流體、0.1%～2%Al2O3納米流體、0.1%～2%TiO2納米流體的傳熱性能，表征了三種納米流體在30～60℃下的黏度、熱導率和穩定性，得到如下結論。

(1) 石墨烯、Al2O3及TiO2填充的尿素/氯化膽堿DESs 基納米流體的黏度值均受到溫度和納米顆粒加入量的影響，且石墨烯納米流體的流動性較Al2O3納米流體和TiO2納米流體差。溫度越高，三種納米流體的黏度越小，其減小幅度也越小；隨著石墨烯質量分數的增大，石墨烯納米流體黏度總體呈增大趨勢，而對于Al2O3納米流體和TiO2納米流體，隨著各納米顆粒質量分數的增加，黏度均表現為降低的趨勢。

(2) 溫度對石墨烯、Al2O3及TiO2填充的尿素/氯化膽堿DESs基納米流體的熱導率影響較小，而三種納米顆粒的加入量對熱導率影響較大。石墨烯納米流體的導熱性能明顯優于Al2O3納米流體和TiO2納米流體。隨著質量分數的增大，三種納米流體的熱導率總體上均呈增大趨勢，其中石墨烯納米流體的熱導率增長率最大可達29.0%。

(3)石墨烯納米流體和Al2O3納米流體的穩定性良好，優于TiO2納米流體。