二元脂肪酸/生物基SiO_2复合相变材料的制备与性能

为了获得适用于建筑领域的相变材料和相变温度,选用月桂酸(LA)和棕榈酸(PA)共混制备的二元低共熔脂肪酸(LA-PA)作为储能材料,废弃稻草和稻草灰提取的生物基SiO_2(b-SiO_2)粉末作为载体,采用熔融浸渗法制备了LA-PA/b-SiO_2定形相变储能材料。采用FTIR、XRD、比表面测试、SEM、DSC、TGA对LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结构与性能进行分析。结果表明:LA-PA和b-SiO_2并不是简单的物理相互作用;LA-PA被束缚在b-SiO_2多孔网络中,从而在固相变为液相时,相变材料不会泄露。通过XRD分析可得,随着b-SiO_2含量的增加,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料的结晶度降低。由DSC和TGA分析可知,LA-PA/b-SiO_2复合相变材料具有良好的相变性质和热稳定性,相变焓在67.36~146.0J/g之间。     

肉豆蔻酸-十四醇/二氧化硅复合相变材料的制备及性能研究

利用肉豆蔻酸(MA)和十四醇(TD)复合制备出二元共熔混合物作为储能基元,以二氧化硅作为载体材料,采用溶胶-凝胶法制得MA-TD/SiO_2定形复合相变材料。在70℃温度条件下,采用扩散-渗透圈法确定MATD相变材料和正硅酸乙酯(TEOS)的最佳质量配比为1∶2。扫描电镜(SEM)观测发现复合相变材料外观近球形,储能基元被固定到SiO_2多孔网络中;DSC检测结果表明复合相变材料的相变起始温度为23.46℃,相变潜热为83.07kJ/kg;红外光谱(FT-IR)测试结果显示相变材料和SiO_2之间为物理复合,未出现新物质;300次0～60℃冷热循环后MA-TD/SiO_2复合相变材料的失重率仅为0.67%,具有良好的热稳定性。     

膨胀石墨定形复合相变材料热性能可视化研究

膨胀石墨(EG)作为吸附材料不仅可以防止石蜡(PA)泄漏，还可以提高复合相变材料的导热系数。采用熔融混合法制备了EG含量不同的3种石蜡/膨胀石墨(PA/EG)定形复合相变材料，并对复合相变材料的潜热、热导率、热稳定性和热分解特性进行研究；搭建了可视化控温系统，在恒热流密度下采用红外热成像仪对复合相变材料传热特性进行可视化研究。研究结果表明：EG含量为30%(wt,质量分数，下同)时，复合相变材料导热系数为5.21W/(m·K),与PA相比提高约20倍；随着EG含量的增加，复合相变材料的相变焓逐渐降低，当EG含量为30%时，循环100次后复合相变材料的相变焓为183.6J/g;从熔融过程的温度可视化结果可得，复合相变材料中的EG虽然削弱了自然对流的影响，但是由于其导热系数远高于PA,所以复合相变材料温度变化较为明显。     

复合阻燃体系在阻燃聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金中的应用机理

采用磷酸酯(PX-220)作为阻燃剂,聚四氟乙烯(PTFE)、硼酸锌(ZB)作为阻燃协同剂,聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为基体,通过熔融挤出混合,获得阻燃PC/PBT合金。研究了磷酸酯/PTFE和磷酸酯/ZB复合阻燃剂对PC/PBT合金阻燃性能、热分解行为的影响,分析了磷酸酯、PTFE和ZB在阻燃PC/PBT合金中的阻燃机理,采用扫描电镜(SEM)观察阻燃PC/PBT合金的燃烧物表面形态。研究结果表明,磷酸酯/PTFE和磷酸酯/ZB复合阻燃剂在PC/PBT合金中具有优良的阻燃协同作用,使该阻燃材料的氧指数达到30以上;垂直燃烧达到V-0级。TG曲线表明,磷酸酯的加入提高了PC/PBT合金的热分解温度,延缓了PC/PBT合金燃烧速度。合金材料燃烧炭层形貌扫描电镜(SEM)说明,复合阻燃剂能增加炭层密度,提高阻燃效果。     

SiO2-NH2-GA-AAS/CS席夫碱复合涂层的制备和吸湿性能

为得到轻便的高吸湿材料，制备席夫碱(Schiff)复合涂层对基体材料亲水改性以提高吸湿性能。利用戊二醛(GA)作为中间体共价连接氨基化纳米二氧化硅(SiO₂)和亲水物质2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠(AAS)制得席夫碱复合材料(SiO₂-NH₂-GA-AAS)，将其分散在壳聚糖(CS)溶液中制得SiO₂-NH₂-GA-AAS/CS复合涂层。以高分子材料聚对苯二甲酸乙二酯醇(PET)作为基材，采用浸渍的方法将复合涂层涂覆在其表面进行改性。采用FTIR、场发射扫描电子显微镜配备能谱仪(FESEM-EDS)和接触角测量仪对涂覆复合涂层后的PET基材的微观形貌、元素分布及表面润湿性进行表征分析，并对吸附过程进行伪一级、伪二级动力学模型拟合。结果表明：当SiO₂-NH₂/AAS质量比为1∶2,SiO₂-NH₂-GA-AAS用量为10wt%时，改性后的PET基材吸湿性能最佳。FESEM-EDS显示...     

C/SnO2/TiO2纳米复合物的制备及其电化学性能研究

通过碳化吸附在SnO2/TiO2电极上的葡萄糖制备出C/SnO2/TiO2纳米复合电极材料。采用晶体粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等手段对复合电极进行了表征。将复合电极作为锂离子电池负极材料,通过循环伏安和计时电位法研究了其电化学性能。结果表明,在大的电流密度200μA·cm-2下循环30次后,放电容量仍保持在120.1μAh·cm-2。相比SnO2/TiO2电极,C/SnO2/TiO2复合电极电化学性能显著提高,交流阻抗谱图也显示C/SnO2/TiO2纳米复合材料拥有更低的电荷转移电阻。     

二元有机/煤系高岭土复合相变储能材料的制备及其热性能

采用熔融插层技术,以二甲基亚砜(DMSO)改性的煤系高岭土为前驱体,将月桂酸(LA)和月桂醇(LAL)作为相变材料插入高岭土(Kaolin)层间,制备二元有机/煤系高岭土复合相变储能材料。采用XRD、FTIR、DSC等现代测试技术对复合材料的热性能与内层结构进行了研究。结果表明LA-LAL/kaolin复合物相变温度为25.1℃,相变焓为45.24J/g;复合相变材料是煤系高岭土和月桂酸/月桂醇二元体系的物理共混物,没有新的键合生成;热稳定性实验表明,煤系高岭土对月桂酸/月桂醇二元低共熔相变材料具有良好的定形效果。     

热储能相变PW/GO/水泥复合材料的力学和热性能研究

利用混合法,将石蜡(PW)和石墨烯(GO)混合,制备了PW/GO相变材料;然后将PW/GO相变材料和普通水泥复合,制备了PW/GO/水泥复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对PW/GO相变材料的表面形貌进行表征;采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对PW/GO相变材料的分子结构进行表征;采用力学万能试验机对PW/GO/水泥复合材料试样进行抗压性能、抗弯性能测试;采用差示扫描量热仪对复合材料进行热性能分析,并采用自制装置对复合材料的热调节能力进行了研究。SEM和FT-IR分析可知,PW/GO相变材料在多层GO缝隙中填充了大量的PW,两者成功进行了复合,但并未改变两者的分子结构;加入PW/GO相变材料可以提高水泥基材料的热能储存效率,30%(质量分数)PW/GO含量的水泥复合材料的抗压强度和抗弯强度分别可达33.2和5.5 MPa,熔融值(ΔH_m)和结晶值(ΔH_f)分别可达34.02和33.85 J/g; PW/GO相变材料的掺入降低了室内的温度波动,提供了良好的温度舒适度,表现出良好的应用潜力。     

液相沉积法制备氢氧化镁包覆碳微球复合阻燃材料

以碳微球(CMSs)、氢氧化钠和氯化镁为原料,采用液相沉积法制备了Mg(OH)_2/CMSs复合阻燃材料,通过场发射扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了材料的微观形貌和结构;并结合Mg(OH)_2/CMSs复合阻燃材料与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共混制备Mg(OH)_2/CMSs/PET复合材料,通过数显氧指数测试仪分析其阻燃性能。结果表明,通过液相沉积法Mg(OH)_2包覆在CMSs表面,且包覆效果较好;Mg(OH)_2/CMSs复合阻燃材料燃烧时分解生成的氧化镁(MgO)、水和残余炭层,使得Mg(OH)_2/CMSs/PET复合材料的极限氧指数由PET的21.0%增加到27.5%,并具有优良的抑烟性和抗熔滴性,提高了PET材料的阻燃性能。     

硝酸钠/兰炭灰复合相变储热材料的制备及性能

工业固废兰炭灰(SCA)大量堆积会造成局部生态环境破坏,为促进工业固废兰炭灰的规模化消纳及复合相变储热材料(SSPCCs)的低成本制备,创新提出兰炭灰作为骨架材料制备复合相变储热材料。为研究兰炭灰骨架复合相变储热材料的可行性,制备了8种不同比例的NaNO₃/兰炭灰复合相变储热材料,采用差示扫描量热法、激光导热分析法、微观形貌分析法、定速加压法和X射线衍射法对NaNO₃/兰炭灰复合相变储热材料的关键性能进行表征。结果表明,未发生明显泄露和形变的样品NaNO₃/SCA-50具有最佳兰炭灰与NaNO₃质量比(5∶5),其抗压强度达到96.98 MPa,100~380℃范围内储热密度达到338.24 J/g;经4027次加热/冷却循环后,样品NaNO₃/SCA-50保持良好的热稳定性和化学相容性。兰炭灰作为骨架材料制备复合相变储热材料具有较好的可行性,为工业固废兰炭灰的资源化利用提供了新的途径。