潜热储能石膏基建筑材料的制备及其储(放)热行为研究

以膨胀石墨为吸附介质,硬脂酸丁酯为吸附对象,可以制得有机/无机复合相变材料,将这种复合材料掺入石膏中制备潜热储能石膏建材.DSC的测试结果显示,复合相变材料的相变焓值与纯硬脂酸丁酯的相变焓值基本相当,体现了良好的热物理性能.考虑到浆体的和易性,复合相变材料在石膏试样中的掺量不宜超过5%.在石膏硬化浆体中,复合相变材料与石膏浆体间的界面具有一定的缺陷,但是对石膏试样的强度影响不大.温度循环试验显示,复合相变材料掺量5%的潜热储能石膏具有良好的储(放)热效果,这种特性将有助于增加环境温度波动的惰性,实现热量在不同时间上的迁移,从而在建筑节能领域中加以应用.     

石蜡/多孔火山岩复合相变材料的制备及性能表征

基于相变理论,以石蜡为相变材料、毫米孔径的多孔火山岩为吸附基体,通过真空吸附及环氧包封制备出石蜡/多孔火山岩复合相变材料。对复合相变材料吸附性能、储热性能、导热性能和结晶性能进行表征,并分析多孔火山岩中与石蜡的作用机理。结果表明:多孔火山岩对石蜡的平均吸附率为15.3%;红外光谱分析结果显示二者之间的吸附仅为物理吸附;复合相变材料的相变起始温度为34.2℃,相变焓为35.32J/g,导热系数为0.6972W/(m·K);XRD分析结果表明,石蜡在复合相变材料中仍具有良好的结晶性能。     

正十八烷/凹凸棒土复合相变储能材料的制备及热性能研究

以正十八烷为相变材料,凹凸棒土为支撑基体,通过真空浸渍法将相变材料有效地吸附固定于凹凸棒土的孔道结构中,制备出结构稳定、热性能稳定的新型正十八烷/凹凸棒土复合相变储能材料。由凹凸棒土N2吸附试验和SEM图片可以发现凹凸棒土疏松多孔、比表面积大,从而能有效吸附正十八烷相变材料。对制备的新型复合相变储能材料进行DSC测试,并进一步对其进行20次DSC冷热循环测试,样品的相变温度及相变潜热基本保持不变,说明其具有优异的相变蓄热特性和热循环稳定性,具有较好的应用前景。     

外墙复合相变贴片材料相变及隔热性能研究

以石蜡(Paraffin)为相变原材料,膨胀石墨(EG)为载体,借助膨胀石墨具有独特网状空隙结构和良好吸附的特性,利用熔融吸附法制备了石蜡/膨胀石墨复合相变材料,并将其与水泥混合制备了应用于建筑外墙的复合相变贴片材料,并对相关性能进行了测试。实验结果表明,90%石蜡含量能够使膨胀石墨吸附量达饱和,相变温度为41.1℃,与纯石蜡相比略有降低;相变潜热为224.7 J/g,与理论计算值相差1.14%,SEM及XRD分析结果显示,石蜡与膨胀石墨之间具有很好地热稳定性和相容性。隔热性能测试实验显示,与瓷砖贴片材料相比,惨入复合相变材料的复合相变贴片材料能够将内表面最高温度降低2.4℃,有效阻隔进入室内的热量,改善围护结构的隔热性能,具有有效降低建筑空调能耗应用潜力。     

石蜡/膨胀石墨复合相变储热材材料的性能研究

以石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构,利用膨胀石墨的多孔吸附特性,制备出了石蜡含量90%(质量分数)的石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料.采用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PM)、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热分析(DSC)对复合相变储热材料的结构和性能进行了表征.结果表明,膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态,石蜡被膨胀石墨微孔所吸附,在石蜡质量含量为90%时仍保持定型特性;复合相变储热材料没有形成新物质,其相变温度与石蜡相似,相变焓与基于复合材料中石蜡含量的相变焓计算值相当.     

石蜡/膨胀珍珠岩定形相变材料的制备、封装及性能

为解决真空浸渍法制备的石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料在相变过程中石蜡泄露等问题,采用白乳胶对石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料进行封装。利用FT-IR测试分析封装后定形相变材料的化学结构,封装后定形复合相变材料无新物质生成,化学相容性良好。采用SEM与压汞法对膨胀珍珠岩与定形复合相变材料的孔隙特征及载体基质对石蜡吸附性进行表征,结果表明膨胀珍珠岩对石蜡吸附性能良好。封装后25与32~#石蜡/膨胀珍珠岩定形相变材料的相变温度基本保持不变,相变焓分别72.13和121.2 J/g。采用热重曲线对封装前后石蜡基定形复合相变材料热物性进行研究,封装后的定形复合相变材料热稳定性提升11.95%。     

EVA用于低熔点石蜡的定形支撑材料的研究

采用一定配比的固态与液态的混合熔融石蜡作为相变材料、EVA树脂作为支撑材料制备定形相变材料。研究了混合石蜡的热性能、选择不同型号EVA树脂时石蜡含量与材料相变焓之间的关系以及石蜡含量的临界值、定形相变材料的热稳定性和微观形貌。结果显示使用VA含量较低的EVA14/2树脂,可以提高石蜡包裹量并增加EVA树脂与石蜡之间的结合力,从而制成具有较高相变焓和具备良好热稳定性的定形相变材料。     

支撑材料对中低温有机相变储能材料储热性能的影响研究

选用储能值高的中低温有机相变材料石蜡、硬脂酸、聚乙二醇作为相变主材料,吸附性良好的膨胀石墨、活性炭作为支撑材料,通过熔融共混法制备中低温有机复合相变储能材料,利用差示扫描量热仪对其储热性能进行测试。结果表明,支撑材料的加入使相变材料的储能值有所下降,相变温度基本保持不变,膨胀石墨对中低温有机相变材料的储热性能提高的效果更为显著;活性炭和膨胀石墨对有机分子链具有吸附作用,阻碍了分子链"结晶态-无定形态"间的相互转换,复合体系中相变主材料结晶度降低。     

膨胀石墨/石蜡复合相变储能材料的制备与性能研究

以膨胀石墨为载体,石蜡为相变储能材料,制备了复合相变材料。由于膨胀石墨良好的吸附性能和毛细作用力,石蜡能稳定存在于膨胀石墨中。采用SEM、DSC和TG对复合相变材料进行表征,结果表明:膨胀石墨吸附石蜡后仍能保持原来疏松多孔的蠕虫状,稳定吸附倍率为17倍;复合相变材料的相变温度与石蜡相似,并具有较高的相变潜热。其储热时间较纯石蜡减少了66.7%～76.7%,放热时间减少82.2%。     

原位反应制备陶瓷基复合相变材料及其工艺研究

针对熔融盐相变材料成型难、导热低的问题,设计采用微米级氮化铝原位反应的方法制备陶瓷基导热骨架,以此来吸附熔融盐,形成陶瓷基复合相变材料。研究了加水量及成型压力对该复合相变材料的性能影响,确定了最佳加水量为15%,最佳成型压力为30 MPa。分析SEM照片发现,原位反应生成的水解氧化铝具有花簇状结构,能够吸附复合盐,维持结构不塌陷。TG-DSC及导热测试表明,该复合相变材料具有182.4 J/g的相变焓和4.928 W/(m·K)的导热系数。在50次循环后,复合相变材料焓值几乎无衰减,具有很好的循环稳定性,其优异的性能归因于原位反应生成的陶瓷基导热骨架。     

凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

为促进凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂在水处理中的应用,用酸改性的甘肃靖远凹凸棒石黏土和天祝褐煤提取的腐植酸制备出凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂,通过SEM、XRD、FT-IR等分析方法对复合吸附剂的结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明:靖远凹凸棒石黏土最佳酸改性条件为盐酸5 mol/L,酸化时间120 min,酸用量固液比为1∶10。当Cr(Ⅵ)的起始浓度为0.1 g/L,体积为50 m L,复合吸附剂用量为1.2 g,吸附时间为6 h,p H值为6,温度25℃,酸改性的凹凸棒石黏土与腐植酸的最佳复合比为1∶3时,复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率达到91.7%。复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附满足Freundlich模型。在25~45℃条件下,吸附过程ΔG <0、ΔS=87.46 J/(mol·K)、ΔH=-21.2 kJ/mol,表明该吸附是一个自发、熵增、放热的过程。     

凹凸棒/Bi2WO6光催化复合材料的制备及性能

由于Bi₂WO₆半导体具有无毒、强氧化性、强可见光响应等特点,呈现出优异的光催化活性。然而,Bi₂WO₆具有比表面小和吸附能力差的缺点限制了其实际应用。利用凹凸棒黏土的强吸附性,通过调节水热反应温度和时间、凹凸棒黏土与Bi₂WO₆的质量比及前驱体溶液的pH值等条件制备凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料,并对其进行XRD、SEM、N₂吸附-解吸和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等表征测试。研究表明,在180℃水热反应18 h、凹凸棒黏土与Bi₂WO₆的质量比为6%、凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料前驱体溶液的初始pH=1时,凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料具有3D纳米球状分层结构,且在可见光下对罗丹明B具有较好的光催化性能。      

Adsorption properties of hyperbranched aliphatic polyester grafted attapulgite towards heavy metal ions

The AB(2) type monomer, 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid (bis-MPA), was successfully grafted from the surfaces of the amino groups modified attapulgite nano-fibrillar clay (A-ATP) via a melt polycondensation method with p-toluenesulfonic acid (p-TSA) as catalyst. The competitive adsorption properties of the hyperbranched aliphatic polyester grafted attapulgite (HAPE-ATP) towards the heavy metal ions (Cu(II), Hg(II), Zn(II), and Cd(II)) were investigated preliminarily.     

Adsorption studies of a water soluble dye, Reactive Red MF-3B, using sonication-surfactant-modified attapulgite clay

The removal of water-soluble Reactive Red MF-3B from aqueous media by sonication-surfactant-modified attapulgite clay was studied in a batch system. The surfactant used was octodecyl trimethyl ammonium chloride (OTMAC). Adsorbent characterizations were investigated using X-ray diffraction, infrared spectroscopy, and surface area analysis. The effects of pH, contact time, initial solute concentration, adsorbent dose, and temperature on the adsorption of Reactive Red MF-3B onto modified clay were investigated. On the basis of kinetic studies, specific rate constants involved in the processes were calculated and second-order adsorption kinetics was observed in the case. Film diffusion was found to be the rate-limiting step. Reactive Red MF-3B adsorption was found to increase with increase temperature. The Reactive Red MF-3B equilibrium adsorption data were fitted to Freundlich and Langmuir isotherm models, the former being found to provide the better fit of the experimental data. Thermodynamic parameters were calculated. From the results it can be concluded that the surfactant-modified clay could be a good adsorbent for treating Reactive Red MF-3B-contaminated waters.     

热处理凹凸棒石对Ni（Ⅱ）的吸附性能

凹凸棒石吸附性能优良,在重金属离子废水处理方面具有得天独厚的优势。研究了热处理凹凸棒石对Ni（Ⅱ）的吸附性能,分析了不同焙烧温度和时间的吸附剂、吸附剂用量、溶液的pH值、吸附时间等因素对吸附作用的影响。结果表明：经过50min、40℃以上焙烧的热处理凹凸棒石对水溶液中Ni（Ⅱ）具有良好的吸附性能;在室温（25℃）条件下...     

V-N-TiO2/凹凸棒土和V-N-TiO2/玻璃珠复合材料的吸附及光催化性能

采用自主研制的V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料,选用腐殖酸、亚甲基蓝、二甲基甲酰胺为目标降解物,对复合材料的吸附特点和光催化性能进行了研究。研究表明,除对二甲基甲酰胺,V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料、凹凸棒土、玻璃珠负载材料对腐殖酸、亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温模型,V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料的负载形式对其吸附性能影响最大。V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料对腐殖酸、亚甲基蓝的光催化反应均符合一级动力学方程。V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料的光催化性能与吸附平衡常数K_a、光催化表面反应的速率常数K_r有关。当光催化复合材料对不同目标降解物的吸附平衡常数差别较大时,吸附平衡常数越大,反应速率常数越大,光催化反应进行得越快;当光催化复合材料对不同目标降解物的吸附平衡常数差别不大时,光催化表面反应的速率常数越大,反应速率常数则越大,光催化反应进行得越快。      

Self-assembly of well-defined polyacrylamide-polystyrene copolymer on fibrillar clays via ultrasonic-assisted surface-initiated atom transfer radical polymerization

Well-defined polyacrylamide-polystyrene copolymers were grafted from the fibrillar clay, attapulgite, by a four-step self-assembly process: (i) the gamma-aminopropyltriethoxyl silane was self-assembled onto the surfaces of the attapulgite; (ii) the surface amino groups were amidated with bromoacetylbromide; (iii) the bromo-acetamide modified attapulgite was used as macro-initiator for the surface-initiated atom transfer radical polymerization of styrene with the catalyst of the complex of 1,10-phenanthroline and Cu(I)Br; (iv) the polystyrene grafted attapulgite was then used as macroinitiator for the polymerization of acrylamide. The two steps of the surface-initiated atom transfer radical polymerizations were all conducted under ultrasonic irradiation at room temperature. The product, polyacrylamide-polystyrene copolymers grafted attapulgite, had been characterized with elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, Thermogravimetric analysis (TGA), X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffractometry, and transmission electron microscopy.     

鞣酸模板交联壳聚糖/凹凸棒粘土复合树脂的吸附性能

以鞣酸(TA)为模板,采用乳化交联法制备了壳聚糖/凹凸棒粘土复合树脂(TA-CAR)。利用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对树脂的结构和形态进行表征。结果表明,与非模板树脂相比,TA-CAR对TA的吸附量从185 mg/g提高到232 mg/g,且具有一定的吸附选择性,树脂的吸附等温线和动力学可以用Langmuir方程和伪二级动力学模型很好地拟合,TA-CAR较高的吸附能力归因于树脂中特异吸附位点的识别作用和表面吸附的协同作用。树脂的再生性能研究表明,凹土的加入不但提高了复合树脂的吸附量,而且显著改善了树脂的耐酸能力,可实现树脂的再生利用。     

储能颗粒粒度分布对相变储能石膏板导热系数的影响

以石蜡作为相变储能材料,不同粒径的轻质多孔陶粒作为吸附基体,通过包封制备定形相变储能颗粒,并将相变储能颗粒掺入石膏中制备相变储能石膏板试样。采用数字成像设备及图像处理软件和导热测试仪分别测得储能颗粒的粒度分布和石膏板试样的导热性能,运用灰色关联分析原理计算了储能颗粒的粒度分布与石膏板导热系数的灰色关联度,表征了储能颗粒各粒度级配对相变储能材料的导热性能的影响。计算表明,储能颗粒中粒级在0～3 mm之间的颗粒对储能石膏板导热系数有较小的增强作用;粒级在3～14 mm之间的颗粒,尤其是粒级在3～4 mm之间的颗粒对储能石膏板导热系数有较强的减弱作用。