石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%左右,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基复合相变储能材料的研究进展,根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料,介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理,以及影响石膏基相变储能材料的因素。最后,展望了石膏基相变储能材料的研究方向。     

环氧树脂基含水定形相变材料

以固体石蜡和液体石蜡进行复配制得低熔点石蜡,采用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作表面活性剂,将水分散于低熔点石蜡中,然后加入环氧树脂,制得含水型树脂基定形相变材料。显微分析显示,石蜡和水的包合体在基体中分散均匀,分散的石蜡粒径基本上在10μm以下,包合体中水呈梭型．包合体粒径分布范围窄;相变过程无脱离现象,材料生产成本低,具有良好的应用前景。     

聚氨酯型复合定形相变储能材料研究进展

热能作为重要的能量供给方式,与人类的日常生活和社会生产密切相关。为提高热能利用效率,发展相变储能材料备受关注,其中聚氨酯型相变储能材料解决了传统相变材料定形性差、相变后易流动、需额外封装的难题,同时具有储能密度大、相变温度易于调节、可加工性能好、力学强度高、耐腐蚀等优点,具有广阔的应用前景。本文以聚氨酯相变材料的结构特征为依据进行分类,从其合成路径、相变储热特性进行了总结与分析,归纳了其在建筑节能、智能纺织、公路交通等方面的应用进展,并对其未来研究工作作出了展望。     

环氧树脂基含水定形相变材料制备

含水型相变材料具有很大的储热效能,本实验通过采用表面活性剂将水分散于低熔点石蜡中,按照水、低熔点石蜡、树脂基体质量比为5∶20∶80配比制得含水型树脂基定形相变材料。显微分析显示,石蜡和水的包合体在基体中分散均匀,包合体中水呈梭型,包合体粒径分布范围在2~10μm之间。     

节能型相变储能建筑材料及其研究进展

相变储能建筑材料是一种新型的功能材料,在建筑节能、储能等方面具有较好的应用前景。文章介绍了相变储能建筑材料的理论基础和相变储能材料在建材中的应用,并对相变储能建筑材料的三种复合技术,即浸泡法、掺加能量微球法和直接混合法,进行了简单的概述。最后指出相变储能建筑材料的主要研究方向和内容。     

定形相变材料研究现状

根据相变机理将定形相变材料分为固-固相变材料(SSPCM)和形状稳定相变材料(FSPCM)两大类,进而按材料组成将SSPCM分作有机和无机两类,按载体材料不同将形状稳定相变材料分作聚合物FSPCM和多孔材料FSPCM两类,并分别介绍了各类定型相变材料所包含的物质种类、性能特点,叙述了各类材料的研究现状。总结了定形相变材料的制备方法,包括物理吸附法、熔融共混法、微胶囊化及压制烧结法4种。指出定形相变材料的应用领域,以及在定形相变材料研究和应用中存在的问题。     

工业窑炉用陶瓷基定形储能材料的研究

为改善工业窑炉中高温烟气余热回收换热器中蓄热材料的性能,本研究成功制备出了Na2SO4/SiO2 定形复合储能材料,理论分析了相变材料和陶瓷材料的选择原则,探讨了原料配比、烧结温度和时间对Na2SO4/SiO2 结构和储热性能的影响,试验结果表明,制备Na2SO4/SiO2 的工艺条件为:成型压力 70～100MPa,烧结温度950～1000℃,升温速率15℃/min,保温时间 1h.     

膨胀石墨基相变储能材料的研究

利用膨胀石墨孔隙结构的吸附性能,制备了石蜡/膨胀石墨、聚乙二醇/膨胀石墨、十四醇/膨胀石墨相变储能复合材料,用差示扫描热量法研究了材料的热性能.结果表明,复合材料的相变潜热随着石蜡、聚乙二醇、十四醇含量的增加而增加.复合材料的导热性能随着石蜡、聚乙二醇、十四醇含量的增加而小.膨胀石墨的多孔结构对石蜡、聚乙二醇、十四醇有很好的吸附性能,石蜡、聚乙二醇、十四醇在固一液相变时,未见有液态石蜡、聚乙二醇、十四醇的渗出.     

硅藻土基相变储能材料研究进展

硅藻土是一种多孔矿物材料,具有储量丰富、价格低廉、吸附能力强等优点,是相变储能材料(Phase change material:PCM)的优良载体.当前,发展高性能硅藻土基PCM的关键是提高其相变潜热和导热系数,对比了硅藻土基PCM通过不同的改性技术提高相变材料负载量的方法、综述了硅藻土基PCM热物性,尤其是通过强化导...     

用于储能的复合定形相变材料的制备与性能研究

以泡沫聚合法制得的超多孔水凝胶(SPH)为基材,季铵盐类离子液体(ILPCM)为相变材料,氧化石墨烯(GO)为添加剂,制备了一种新型的复合定形相变材料(GO-ILPCM/SPH),且对其性能进行了表征。研究结果表明:SPH是一种潜在的复合定形相变材料的基材,可负载较多的ILPCM,质量分数最高可达约85%。GO-ILPCM/SPH是一种优良的储能相变材料,具有适合冷藏产品的相变温度4℃及较高的相变潜热(约150J/g)。制备的复合定形相变材料具有较快的储热和放热速率,适当地添加GO一类导热性高的物质,可提高其相变储热和放热速率,进而在应用中提高热能利用效率。     

聚乙二醇/二氧化硅复合定形相变储能材料的制备与研究

为拓宽相变储能材料在实际工程中的应用范围,以聚乙二醇(PEG)为相变储能材料,二氧化硅(SiO2)为载体基质,采用溶胶-凝胶法制备了一种有机-无机复合定形相变材料.通过DSC、TGA、SEM和相变循环试验对复合定形相变材料的结构与性能进行测试,试验结果表明:聚乙二醇的最佳质量分数为70％,相变温度为49.73℃,相变焓...     

新型聚氯乙烯基定形相变材料板材制备及其性能表征

采用模压法,将微胶囊包覆相变材料(MEPCM)及必要的助剂添加到PVC基体中,制备出新型PVC基定形相变材料(FSPCM)板材,并对它的微观形状、相变特性、升降温性能及力学性能进行了研究.结果表明:所制备的新型PVC基FSPCM板材的相变温度区间3～18℃;当添加MEPCM质量分数为10%时,制备的PVC基FSPCM板...     

石膏基相变储能构件的数值模拟分析

以石蜡为相变储能材料,石膏为基础材料,制备不同配比的石膏基-石蜡相变储能构件并利用现有热工测试方法进行了热工性能测试。将测试数据代入经验证过的相变模型模拟了北京地区被动式建筑中相变构件的应用效果,并对结果进行了优化处理。结果表明：随着石蜡含量的增大,相变构件的热导率随之减小;制备的四种配比中PCM质量分数为33%的相变构件在北京地区被动式建筑中应用效果最好,在过渡季中较传统建筑可节能10%;增大构件的热导率与提高墙体表面对流传热系数均可提高室内舒适度与节能效果,且对流传热系数的影响程度更大。     

高分子基相变储能材料的研究进展

根据相变介质与基体的结合方式,将高分子基相变材料分为3大类:即以高聚物为基体的复合相变材料、交联型结晶高聚物相变材料和接枝型结晶高聚物相变材料。详细介绍了各种相变材料的相变机理和研究成果,对高分子基相变储能材料的应用和未来研究方向做了评述。     

石膏基相变储能构件的数值模拟分析

以石蜡为相变储能材料,石膏为基础材料,制备不同配比的石膏基-石蜡相变储能构件并利用现有热工测试方法进行了热工性能测试。将测试数据代入经验证过的相变模型模拟了北京地区被动式建筑中相变构件的应用效果,并对结果进行了优化处理。结果表明:随着石蜡含量的增大,相变构件的热导率随之减小;制备的四种配比中PCM质量分数为33%的相变构件在北京地区被动式建筑中应用效果最好,在过渡季中较传统建筑可节能10%;增大构件的热导率与提高墙体表面对流传热系数均可提高室内舒适度与节能效果,且对流传热系数的影响程度更大。     

高性能定形复合相变储能材料的制备及热性能

对现有定形复合相变材料的制备方法进行改进,采用“熔融吸附-模压成型”的方法,以硬脂酸(stearic acid,SA)为相变材料,膨胀石墨(expanded graphite,EG)为多孔基体,制备了16种不同参数的样品,并对其进行了微观形貌表征、热物性测试、热稳定性研究及热性能分析。相关研究表明:SEM微观形貌显示样品内部出现致密的石墨片层结构,SA均匀分布在石墨片层中,且压块密度越大,片层结构形态越规则;DSC测试结果显示样品几乎没有过冷度,EG的加入与压块处理对SA本身的相变潜热和相变温度几乎没有影响;Hot Disk测试结果显示EG的加入显著提高了样品的轴向和径向热导率,随着EG含量的增加,径向热导率高达23.77 W·m^-1·K^-1,发现两个方向上热导率的差异随压块密度的增加而增大,最大相差5.4倍;储/放热循环实验发现压块密度越大、EG含量越低的样品,SA越容易发生泄漏;通过成型密度及质量配比的优化可实现对复合材料的热稳定性调控,发现EG质量分数为25%、密度为950 kg·m^-3的样品具有较好的综合性能。与传统定形复合相变材料的成型方法相比,该方法可进一步提高复合相变材料的综合热性能,与纯相变材料相比其热导率可提高130倍以上,且具有简单易操作的特点。     

聚合物基相变储能材料的研究与发展

相变储能材料由于其独特的功能作用以及广阔的发展前景引起了各国科研单位的极大关注,并形成了世界范围内的研究热潮.阐述了当前相变材料发展现状,并详细介绍了目前各种相变储能材料的制备工艺,并对各种制备方法的优点和缺点做了简单分析.此外还总结了当前研究中需要解决的实际问题,并对未来的研究方向提出了自己的看法.     

定形相变材料的制备及其稳定性能的研究

以石蜡为相变材料,膨胀珍珠岩为基体,采用真空吸附的方法,制备出膨胀珍珠岩——石蜡定形相变材料。为提高定形相变材料的稳定性,在制备的定形相变材料外包覆成膜乳液封装。采用扩散-渗出圈法对材料的稳定性能进行了测试。结果表明:石蜡与膨胀珍珠岩的最佳质量比为2∶1;最佳成膜封装乳液是苯丙乳液,最佳乳液用量是定形相变材料质量的20%;制备得到的成膜封装后的膨胀珍珠岩-石蜡定形相变材料的相变温度为25.05℃,相变潜热为128.93 J/g,稳定性能良好。     

树脂基稻草吸附石蜡储能单元相变储能材料

利用稻草的天然空心结构,吸附包裹相变石蜡制作成储能单元,然后采用树脂将储能单元粘结成型,得到树脂基稻草吸附石蜡储能单元定形相变材料。显微分析表明,石蜡与稻草空腔结合紧密,材料在储热过程相变石蜡与稻草无界面脱离现象;热失重分析表明,该定形相变材料在多次相变过程中热失重率小于0.3%,具有很好的热稳定性。