纳米纤维素复合相变储能气凝胶制备进展

超轻质材料气凝胶具有超低密度、高比表面积等性能,是高分子材料领域的研究热点之一.综述了纤维素气凝胶的制备、纤维素复合相变储能材料的制备等.纳米纤维素特殊的物性及其模板效应,以纳米纤维素为软模板,自组装制备纳米纤维素复合相变储能气凝胶.探讨了纳米纤维素复合相变储能气凝胶的应用趋势.     

羧甲基纤维素/锌铝层状双氢氧化物气凝胶的制备与性能

通过在羧甲基纤维素(CMC)溶液中原位合成锌铝-层状双氢氧化物(Zn Al-LDH),并结合冷冻干燥制备了CMC/Zn Al-LDH复合气凝胶。结构和形貌分析表明,Zn Al-LDH与CMC具有较强的界面作用,Zn Al-LDH片层被CMC基体完全包覆。热性能和燃烧性能分析表明,相比于CMC,CMC/Zn Al-LDH复合气凝胶的热稳定性和阻燃性能得到了提高,这是由于在气凝胶表面上生长的针状碳酸钠促进了致密膨胀碳层的生成,而Zn Al-LDH稳定了碳层的结构。     

细菌纤维素/热塑性聚氨酯复合气凝胶纤维制备及性能

使用绿色有机材料细菌纤维素(BC),并掺杂增强材料热塑性聚氨酯弹性体(TPU)经过湿法纺丝制备复合气凝胶纤维,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面孔隙度分析仪和单丝强力仪对制备的气凝胶纤维进行结构分析和性能表征,结果表明复合气凝胶纤维具有多孔结构,良好的力学性能和隔热性能,断裂强度达到24.69Mpa,断裂伸长为38.54%。     

纤维素气凝胶材料的研究进展

气凝胶是一种具有纳米结构的多孔材料,其孔隙率高达90%以上,密度最低可至0.001 g/cm3,是目前世界上最轻的固体材料之一。它明显不同于孔洞结构在微米和毫米级的多孔材料,具有极大的比表面积。这种独特的结构赋予其许多优良的性能,在许多领域有着广泛的应用前景。纤维素气凝胶材料包括天然纤维素气凝胶、再生纤维素气凝胶和复合纤维素气凝胶,其具有多孔结构及良好的模板特性,在传感器、药物释放等方面具有潜在的应用前景。     

新型气凝胶基复合相变材料研究进展

着重介绍了通过气凝胶对相变材料进行负载从而改善相变材料的相应缺陷的研究。分析表明,无机材料气凝胶可以对相变材料起到良好的形状稳定作用,石墨烯气凝胶可以有效提升相变材料的热导率,聚合物气凝胶优异的韧性可以使复合材料应用于纺织等特殊领域。     

细菌纤维素-二氧化硅复合气凝胶纤维的制备及性能研究

气凝胶因为自身具备的高孔隙率、低密度、大的比表面积等特性使其具有很多优异的性能.但目前气凝胶因为其自身差的力学性能导致了其产品主要以粉末、块体、气凝胶毡形态存在,这限制了气凝胶的应用场景.为丰富气凝胶的形态并拓宽其应用场景,本工作尝试以偏硅酸钠为硅源,通过二次塑形后的原位溶胶凝胶法及冷冻干燥工艺制备细菌纤维素-二氧化硅...     

聚乙烯醇/纤维素复合气凝胶材料的制备及其声学性能

利用绿色溶剂NaOH/尿素水溶液溶解微晶纤维素,引入交联剂环氧氯丙烷,通过溶胶-凝胶法将聚乙烯醇（PVA）均匀分散在纤维素溶液中。最后,通过冷冻干燥法,制得复合纤维素气凝胶。研究了PVA的含量对纤维素气凝胶骨架密度、孔隙率间的关系,分析了PVA含量及厚度对样品吸声性能的影响。结果表明,随着PVA的加入增多,样品内部孔强度得以提升;当纤维素与PVA比为3:2时,吸声系数最高可达到0.95以上;随着样品厚度的增加,样品吸声系数最高峰向较低频移动,2000 Hz后的吸声系数略有下降,但平均吸声系数仍在0.6以上。     

石墨烯气凝胶/二十烷相变材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯（GO）,二十烷（Eicosan）为原料,先采用胶体团聚法制备还原-氧化石墨烯气凝胶,再通过自扩散获得了还原氧化石墨烯气凝胶/二十烷复合相变材料,研究了复合材料与性能的关系。采用热重和差示量热扫描仪测试了二十烷和复合材料的热性能,确认了二十烷质量分数对复合材料的焓值的关系以及相变循环次数对材料稳定性的影响。结果表明：复合材料的焓值与二十烷的质量分数成正比;经过50次相变循环后,PCM4仍然保持稳定性。导热性能分析表明, 还原氧化石墨烯气凝胶可以改善二十烷的热导率。此外,通过太阳光模拟测试,计算出复合材料的光热转换效率为55%。     

改性碳气凝胶/石蜡复合相变储热材料的研究

将石蜡与墙体材料复合能降低建筑人居能耗,但其易泄漏的问题严重影响了复合相变储热材料的广泛应用,采用吸附能力强的碳气凝胶为吸附载体,有望解决复合相变材料容易泄漏的弊端。为进一步提高碳气凝胶吸附石蜡的性能,采用不同质量分数的三甲基氯硅烷对碳气凝胶表面进行改性,通过XRD、SEM与FT-IR等表征手段探究了碳气凝胶表面结构的变化规律。结果表明：改性过程中三甲基氯硅烷的—Cl—Si(CH₃)₃基团能与碳气凝胶表面的—OH发生枝接反应,该变化丰富了试样表面—CH₃数量,改善了制品的憎水性与孔结构,提高了其吸附非极性石蜡的能力;当三甲基氯硅烷的质量分数为30%时,改性碳气凝胶具有最佳的吸附性能,充分浸渍后能吸附85.87%的石蜡。经200次熔融-冷凝循环试验后,复合样品不仅未发生明显的泄漏现象,而且相变温度和相变焓均未发生显著变化。该研究制备的复合相变储热材料具有优异的稳定性与良好的隔热保温性能,为开发新型墙体隔热保温材料提供了新的思路。     

还原氧化石墨烯气凝胶/二十烷相变材料的制备及性能

以氧化石墨烯(GO)为原料,采用胶体团聚法制备了还原氧化石墨烯气凝胶,再通过自扩散获得了还原氧化石墨烯气凝胶/二十烷(r-GO aerogel/eicosane)复合相变材料,研究了复合材料结构与性能的关系.采用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)测试了二十烷和复合材料的热性能,确认了二十烷质量分数与复合材料...     

复合相变蓄热材料研制及性能分析

制备了一种复合相变蓄热材料,该蓄热材料是由两种相变材料(硬脂酸和石蜡油)组成,通过物理吸附的方法将其复合在固态支撑材料中,通过实验分析了所研制的蓄热材料的相变点、相变热、热稳定性及微相结构等性能。测试结果表明该蓄热材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性。     

泡沫金属复合相变材料的制备与性能分析

利用泡沫金属多孔结构的吸附性能,以八水氢氧化钡为相变材料,泡沫铜为基体,制备了结晶水合盐/泡沫金属复合相变材料。采用差示扫描量热法测定了八水氢氧化钡的热循环性能,随着热循环次数的增加,相变材料的相变温度基本不变,相变潜热略有减少,八水氢氧化钡具有较好的热稳定性。搭建了相变储能实验台,实验分析了3组不同实验方案,结果表明,填充泡沫铜不仅增强了相变材料的传热速率,而且有效地降低了八水氢氧化钡的过冷度。当泡沫金属使用较大孔密度后,结晶水合盐的过冷问题得到了比较明显的改善。     

正十八烷/OBC/EG复合定型相变材料制备及热物性

针对正十八烷相变易泄漏的问题,采用烯烃嵌段共聚物（olefin block copolymer,OBC）作为封装结构,制备复合定型相变材料。并通过添加膨胀石墨（expanded graphite,EG）,改善其热导率低的问题。研究结果表明,当OBC的质量分数为20%时,复合相变材料未发现明显泄漏,定型效果较好,此时复合相变材料的相变焓为166.87 J/g,相较纯十八烷（227.40 J/g）下降26.62%。针对添加有不同质量分数EG的复合相变材料,其热导率随EG含量的增加而增大。其中当EG质量分数为5%时,复合相变材料热导率为4.179 W/(m?K),较纯相变材料热导率[0.24 W/(m?K)提高了约16倍,即EG能够有效提高复合相变材料的导热性能。此外,5%含量下的复合相变材料相变焓约为149.54 J/g,且在经历50次循环后,相变温度和相变焓均未有明显变化,即制备的复合相变材料具有较好的热稳定性。因此,该复合相变材料在建筑节能方面具有应用潜力。     

交联水性聚氨酯固-固相变材料的制备及性能

以聚乙二醇2000（PEG2000）为软段,异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为硬段,丙三醇（GL）为扩链剂,制备了一种交联高分子水性聚氨酯固-固相变材料（WPUPCM）。首先,探讨了单体摩尔比、软段含量对WPUPCM储热性能和相变形态的影响;然后,利用红外光谱仪、原子力显微镜、偏光显微镜-热台系统、热重分析仪和差示扫描量热仪对所制备WPUPCM的化学结构、微观结构、结晶性能、热稳定性和循环稳定性做了测试和分析;最后,探讨了经WPUPCM处理后的蓄热调温纺织品的调温性能。结果表明,单体摩尔比和软段含量对WPUPCM的储热性能和相变形态有很大影响,减少软段含量和增加扩链剂的比例均有利于WPUPCM熔融温度的降低,当PEG、IPDI、GL的单体摩尔比为1∶1.8∶0.5时,所制备WPUPCM的熔融温度为35.52℃,并具有较高的熔融热焓（89.75J/g）,可以较好地满足其在纺织服装领域的应用需求。所制备的WPUPCM与纯PEG相比,结晶机理均为均相成核结晶,由于硬段的束缚使得WPUPCM的结晶速率变慢,球晶尺寸变小,球晶稳定性提高。研究同时表明所制备的WPUPCM具有良好的热稳定性、循环使用稳定性和调温性能。     

癸醇-棕榈酸/膨胀石墨低温复合相变材料的制备与性能

为了寻求温度段在2~3℃的低温相变材料,采用低共熔法,以理论计算为基础制备了癸醇-棕榈酸（DA-PA）二元复合相变材料。为提高其热导率,利用膨胀石墨（EG）的多孔特性,制备了最佳质量比为15∶1的DA-PA/EG复合相变材料。通过DSC、步冷曲线、红外光谱测试、SEM、Hot Disk热常数分析、高低温循环实验对复合相变材料的结构和性能进行了研究。实验结果表明,当DA-PA质量比为97.8∶2.2时的低共熔温度为2.9℃,相变潜热为203.6 J·g^-1。真空吸附后DA-PA被均匀地包裹在EG的多孔网状结构中,DA-PA/EG的相变温度为2.7℃,相变潜热为193.9 J·g^-1,热导率为1.416 W·（m·K）^-1,相比DA-PA提高了4.3倍。经过100次高低温循环后,DA-PA/EG仍保持良好的稳定性,在冷链物流中有较大的应用价值。     

羧甲基纤维素钠/凹凸棒石纳米复合材料的制备与表征

以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为基体,凹凸棒石(AT)为增强材料,采用溶液共混法制备了标题物。研究了凹凸棒石用量对纳米复合材料结构和性能的影响。通过FT-IR、TG、SEM对复合材料进行了表征。试验结果表明,当凹凸棒石用量为羧甲基纤维素钠质量的0.22%时,复合材料的力学性能最佳。由于纳米凹凸棒石的引入,CMC-Na分子某些特征峰的波数发生了变化,复合材料的形貌也发生了改变;羧甲基纤维素钠/凹凸棒石纳米复合材料的热稳定性高于纯羧甲基纤维素钠膜。     

羧甲基纤维素包覆天然石墨性能的研究

本实验研究了羧甲基纤维素(CMC)包覆对天然石墨电化学性能的影响。通过XRD、恒电流充放电测试手段研究了不同包覆量对该复合材料结构和电化学性能的影响。结果表明:羧甲基纤维素裂解炭对天然石墨有较好的包覆作用,并且能够有效的阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落现象,从而有效的提高复合炭材料的循环稳定性,其中5%树脂包覆量的复合材料在循环50次之后可逆容量是310.9 mAh.g-1,比天然石墨高50 mAh.g-1,并保持了首次可逆容量的97.1%。     

钨掺杂二氧化钒@聚多巴胺的制备及应用[1]

采用原位聚合法以聚乙二醇（PEG）为相变软段,异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为硬段,聚多巴胺包覆的钨掺杂二氧化钒(W-VO2@PDA)作为填料,制备了钨掺杂二氧化钒@聚多巴胺改性聚氨酯固-固相变材料(W-VO2@PDA/PUPCM)。研究了PEG分子量对W-VO2@PDA/PUPCM乳液稳定性和整理织物调温性的影响;通过FT-IR、POM、DSC和TGA等对材料的化学结构、结晶性能、相变性能和热稳定性进行了测试和表征。结果表明,PEG分子量对W-VO2@PDA/PUPCM的储热性能和相变性能有很大的影响,当PEG分子量为8000时,W-VO2@PDA/PUPCM具有良好的形状稳定性和热稳定性,熔融温度和相变焓最高分别为51.52 ℃和144.82 J/g,经W-VO2@PDA/PUPCM整理后的织物和未经整理的织物相比升温和降温最大温差分别为7.8 ℃和5.3 ℃,在智能调温织物领域具有广泛的应用前景。     

三水醋酸钠/甲酰胺复合相变材料的制备及性能

以甲酰胺(FA)为改性剂,采用熔融共混法对三水醋酸钠(SAT)进行改性得到新型SAT/FA复合相变材料(CPCM)。探讨FA质量分数(下同)对SAT/FA共混物(基体)相变焓及相变温度的影响。利用熔融-固化循环及步冷曲线, 系统探讨成核剂、增稠剂对复合材料相分离、过冷度及放热性能的影响。对新型SAT/FA CPCM的结构及性能进行XRD 、FTIR及DSC表征。结果显示:添加25%的FA于SAT中可形成SAT/FA低共融体;添加2% 十二水磷酸氢二钠成核剂和2%聚乙烯醇增稠剂形成的CPCM,过冷度低(2.67℃),放热时间长(10170 s),循环稳定性好, 相变焓高达233.9 kJ·kg^-1,相变温度40.88 ℃。可应用于相变蓄热地板辐射采暖。     

三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠（SAT）为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素（CMC）和十二水磷酸氢二钠（DHPD）作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明：添加0.5% CMC和2% DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 kJ·kg^-1,相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 kW,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。