Kết quả khảo sát sự hấp thụ năng lượng mặt trời của CNTs/DI với thời gian biến tính 5h như trên Hình 4.12. Ta thấy rằng khả năng chuyển hĩa quang nhiệt của chất lỏng nano nền nước cất khi cĩ thêm CNTs tăng lên đáng kể so với nước nguyên chất. Sau cùng thời gian chiếu sáng 2000s, chất lỏng nano chứa CNTs với hàm lượng 0,32% thể tích tăng khoảng 4,2 oC so với nước nguyên chất. Thêm nữa, khi tăng hàm lượng CNTs trong chất lỏng nano từ 0,32% thể tích lên 0,64% thể tích thì khả năng chuyển hĩa quang nhiệt tăng lên. Tuy nhiên với hàm lượng CNTs là 0,80% thể tích thì khả năng chuyển hĩa quang nhiệt giảm đi. Chứng tỏ hàm lượng CNTs tối ưu để chuyển hĩa quang nhiệt trong nghiên cứu này là 0,64% thể tích. Nhĩm của Jian Qu
[83], nhĩm của Lee [109] khi nghiên cứu về chất lỏng nano cũng thu được kết quả tương tự.
4.3. Chất lỏng nano chứa CNTs nền là ethylene glycol
Ethylene glycol (EG) là một dung mơi phổ biến được dùng trong các hệ thống truyền nhiệt, cĩ nhiệt độ nĩng chảy ở -12,9oC và sơi ở 197,3oC trong điều kiện thường. EG là dung mơi phân cực giống như nước, do vậy các nhĩm chức hĩa học khi đưa vào EG sẽ xảy ra sự phân ly giống như khi đưa vào nước. Do đĩ khi đưa CNTs đã được gắn các nhĩm chức sẽ tạo các các điện tích cùng dấu trên CNTs, lực Coulomb giữa các ống CNTs sẽ đẩy chúng ra xa nhau, tránh được sự tụ đám, giúp cho CNTs cĩ thể phân tán tốt hơn ở trong chất lỏng dung mơi. CNTs cĩ thể dùng phương pháp hĩa học để gắn nhĩm chức COOH hoặc nhĩm OH, nhưng do EG cĩ chứa nhĩm OH nên nếu gắn CNTs thì sẽ xảy ra phản ứng giữa nhĩm COOH với nhĩm OH của EG. Do vậy chúng tơi đưa ra phương án là gắn nhĩm chức OH vào CNTs rồi mới cho phân tán vào EG. Thời gian xử lý hĩa học CNTs trong hỗn hợp axit là 5h. Để hỗ trợ quá trình phân tán CNTs vào EG thì sau khi cho CNTs-OH vào EG, hỗn hợp sẽ được rung siêu âm. Ngồi ra chúng tơi dùng thêm chất hoạt động bề mặt Tween-80 để làm giảm sức căng bề mặt giữa CNTs và EG, giúp cho sự hịa tan CNTs vào EG tốt hơn. CNTs-OH được phân tán vào EG với các hàm lượng khác nhau: 0,32%, 0,48%, và 0,65% thể tích, kí hiệu tương ứng là NF1, NF2, NF3. Trên Hình 4.13 ta thấy phổ phân bố kích thước tăng khi hàm lượng CNTs tăng. Đỉnh phân bố kích thước của các mẫu NF1, NF2, NF3 tương ứng lần lượt là 110 nm, 125 nm, 150 nm. Điều này chứng tỏ hiện tượng tụ đám của CNTs cĩ xu hướng tăng lên khi tăng nồng độ CNTs. Thế zeta của các mẫu NF1, NF2, NF3 tương ứng là -65 mV, -52,9 mV và - 47,2 mV. Một chất lỏng cĩ độ ổn định tốt khi giá trị tuyệt đối thế zeta của chất lỏng lớn hơn 30 mV ([88], [87]). Kết quả trên cho thấy chất lỏng nano nền EG chứa CNTs- OH, cùng với sự hỗ trợ của chất hoạt động bề mặt Tween 80 là chất lỏng nano bền vững, ổn định.
Hình 4.13. Phổ phân bố kích thước của chất lỏng nano CNTs/EG với các
hàm lượng khác nhau