CaCl_2·6H_2O/多孔Al_2O_3复合相变材料的制备与热性能

将CaCl2·6H2O作为相变材料,3%的硼砂作为成核剂,以多孔Al2O3作为基体,通过真空浸渍法和多孔Al2O3的毛细吸附作用,制得不同比例的CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料,并进一步对其微观结构和热性能进行了分析。N2吸附脱附等温线分析证明,多孔Al2O3具有较大的比表面积。SEM照片和FTIR光谱说明CaCl2·6H2O被成功吸附入Al2O3的多孔结构中。DSC曲线显示,复合相变材料的熔融潜热可达99.81 J/g,说明其具有良好的相变储热性能。     

CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料的制备与热性能

将CaCl2·6H2O作为相变材料,3%的硼砂作为成核剂,以多孔Al2O3作为基体,通过真空浸渍法和多孔Al2O3的毛细吸附作用,制得不同比例的CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料,并进一步对其微观结构和热性能进行了分析。N2吸附脱附等温线分析证明,多孔Al2O3具有较大的比表面积。SEM照片和FTIR光谱说明CaCl2·6H2O被成功吸附入Al2O3的多孔结构中。DSC曲线显示,复合相变材料的熔融潜热可达99.81 J/g,说明其具有良好的相变储热性能。     

形态稳定的Na2SO4·10H2O-Na2HPO4·12H2O共晶盐相变储能材料的制备及热性能提升

在复合相变材料中引入碳纳米纤维(CNFs)提高相变体系的导热系数,以实现相变材料与外界环境进行快速有效的热量交换。本文采用熔融共混法将Na₂SO₄·10H₂O和Na₂HPO₄·12H₂O制备成共晶盐相变材料,借助聚丙烯酸钠构筑三维聚合物网络封装相变材料,利用CNFs提升复合材料的导热系数。通过Raman、XPS等测试方法,研究了CNFs经高能球磨、湿化学氧化处理后,其表面含氧官能团的变化;借助Raman、DSC、Hot disk、TG等测试方法,分析了CNFs对复合材料化学相容性、相变行为、热稳定性、潜热容量、导热系数的影响。结果表明:CNFs经过功能化处理,氧、碳原子比增大至0.140,氧化效果显著;CNFs引入至复合相变材料中,体系内各组分之间存在良好的化学相容性;当CNFs的添加量达到3%(质量分数),复合材料的固、液态导热系数分别达到1.05 W/(m·K)、0.88 W/(m·K),相较于未添加CNFs的复合材料,固、液态导热性能分别提升了69.4%、60.0%;经过1 000次循环试验,复合材料的熔融焓和结晶焓相较循环前分别下降了56.2%、65.3%,相变体系仍然具备一定的储热能力,表明将相变材料嵌入三维网络结构是一种有效的封装策略。     

石墨烯增强复合相变储能材料的热学性能研究

以铁尾矿多孔陶瓷为载体,通过自发浸渗法成功制备出了添加石墨烯的复合相变储能材料,并对该材料热学性能及稳定性进行测试。结果表明：通过改变载体孔隙率,可以制得导热系数为0.41～0.59 W/(m·K)、潜热为69～120 kJ/kg、热学稳定性良好的导热增强复合相变储能材料。通过拟合,复合相变储能材料的导热系数与多孔载体的孔隙率呈线性关系,且经100次热循环后材料熔化潜热和导热系数分别降低了3.2%和16.7%。本研究为固废铁尾矿在蓄热、储能领域的应用提供了新思路。     

Na_2SO_4·10H_2O和Na_2HPO_4·12H_2O体系的相变特性

主要研究了Na2SO4.10H2O体系、Na2HPO4.12H2O体系及它们的复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了体系中分层和过冷现象的解决措施。研究结果表明,Na2SO4.10H2O体系的相变温度为33℃左右,由于它是一个不一致溶化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显著改善分层现象,有轻微的过冷现象存在。Na2HPO4.12H2O体系的相变温度约35℃,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重,(3%硼酸 3%硼砂)对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳。结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO4.10H2O体系和Na2HPO4.12H2O体系进行复合以期得到新的相变特征,(80%Na2SO4.10H2O 20%Na2HPO4.12H2O)复合体系的相变温度为28~29℃,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定,分层和过冷现象基本消除。     

多孔硅藻土支撑芒硝基相变储能材料制备及其性能表征

采用真空浸渍法制备出一种改性硅藻土/芒硝基复合相变储能材料.在该复合材料中,以蔗糖为碳源,按比例与多孔硅藻土混合后,在氮气气氛下煅烧,使之在多孔硅藻土表面发生原位碳化以增强其导热性.采用真空浸渍法与芒硝、十水碳酸钠复合制备硅藻土支撑的芒硝基相变储能材料,利用SEM、DSC、FTIR、Hot Disk等测试了材料微观形貌、热性能、过冷度、稳定性及导热系数.结果表明,蔗糖在多孔硅藻土表面碳化可以显著提高多孔硅藻土的导热性能,当蔗糖添加量为5wt％时,硅藻土颗粒结构未受到破坏,此时导热系数为0.7985 W/(m·K),相较于未添加蔗糖碳化的硅藻土提高46％;复合相变储能材料中水合盐负载量为60％;制得的复合相变储能材料的融化温度和结晶温度分别为18.3℃和16℃,相变过程放热量为74.43 J/g,相较于纯相变储能材料有所降低;复合相变储能材料中硅藻土可有效延长相变储能材料使用寿命,经100次循环试验后,相变焓为71.22 J/g,降低4.5％,循环稳定性较好.     

Na7Co（H2O）CrW11O39·14H2O光催化降解孔雀石绿的研究

以取代型杂多酸盐Na7Co(H2O)CrW11O39.14H2O为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水孔雀石绿的光催化降解的反应,讨论了催化剂投加量、孔雀石绿的初始质量浓度、溶液的pH值等对孔雀石绿降解率的影响。结果表明,孔雀石绿溶液光催化降解的最佳条件为:pH值为2,催化剂投加量为2 mg,孔雀石绿的初始质量浓度为5 mg/L,经15 W紫外灯照射1 h后,其降解率为90.94%。     

Na2CO3?10H2O-Na2HPO4.12H2O/SiO2复合定形相变材料的制备及应用研究

以十水合碳酸钠(SCD)、十二水合磷酸氢二钠(DHPD)为相变主体,制备了低过冷度,无相分离的共晶水合盐(EHS),以九水合硅酸钠为成核剂。进一步使用气相SiO₂为支撑材料,采用浸渍法制备了相变前后形状稳定的 EHS/SiO₂定形相变储能材料(SSPCM)。所得SSPCM的相变温度为 24.08 ℃,焓值为 146.6 J/g,过冷度为 0.55 ℃,热导率为 0.5454 W/m?K。同保温泡沫相比,其可将模拟房内部中心温度的升温时间延长 3.26 倍,降温时间延长 1.39 倍,具有优异的“热缓冲”性能,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。     

Na2SO4-SiO2定形复合储能材料的制备及其性能

以无水硫酸钠和石英粉为主要原料制备了Na2SO4-SiO2复合储能材料。通过差热分析及成型压力、烧成温度和烧成保温时间对材料致密度、潜热、比热容的影响试验,确定了该材料的最佳制备工艺参数为:成型压力70 MPa,烧成温度950～1100℃,烧成保温时间90～150 min。对Na2SO4-SiO2复合储能材料的显微结构和性能进行了分析,结果表明:该储能材料由Na2SO4和SiO2两种物相组成,Na2SO4存在于SiO2陶瓷基体的微孔中;Na2SO4质量分数为50%的Na2SO4-SiO2复合储能材料在800～950℃的储能密度接近300 J.g-1,在950℃的热态耐压强度为4.3 MPa。     

金属有机骨架基复合相变储热材料研究进展

固-液相变材料的品种多且潜热大,是潜热储热技术的重要工作介质。因其存在的液相泄漏问题,现阶段常将此类相变材料与多孔载体复合以提升相变材料的应用性能及使用寿命。金属有机骨架（MOFs）是一种新型多孔材料,具有高比表面积、高孔隙率以及孔径和表面性质可调控等优势,将其用作相变材料的载体具有潜在的发展前景。本文对MOF基复合相变材料的研究进行了全面综述,详细介绍了以MOFs为载体、以MOFs衍生多孔碳为载体和以MOFs原位生长于高导热基体所得复合材料为载体而制得的多种复合相变材料。MOFs的微孔结构所产生的强毛细管力对固-液相变材料有很强的固定作用;制备较大孔径的MOFs或者对MOFs进行修饰以调节MOF与相变材料间的相互作用,都有利于提高相变材料的负载率,从而提升复合相变材料的潜热;对MOFs进行高温碳化处理得到MOFs衍生多孔碳能有效解决MOFs孔径过小的问题,并能通过对其进行氮掺杂或磷掺杂来增强载体与相变材料间的氢键作用,从而获得具有高负载率和相变潜热的复合相变材料;为了增强MOF基复合相变材料的导热性能,先将MOFs原位合成在高导热基体上以利用高导热基体提供连续的传热网络,可以有效提升复合相变材料的导热系数。将原位生长在高导热基体上的MOFs进行高温碳化处理可以得到MOFs衍生多孔碳与高导热基体的复合材料,将其作为载体可以进一步增强复合相变材料的导热性能。文中最后指出,今后对于MOF基复合相变储热材料所用MOFs和相变材料的种类、MOFs与相变材料间相互作用对储热性能的影响、MOFs与相变材料复合后的稳定性等方面还需进一步探索,将MOFs的催化、检测等功能与相变材料的储热控温功能相结合制备多功能材料也是未来的发展方向之一。     

均苯三酸配合物Co3（BTC）2·12H2O和Mn3（BTC）2·10H2O用于染料废水脱色的研究

通过水热法合成出了两个均苯三酸配合物Co3(BTC)2·12H2O和Mn3(BTC)2·10H2O,经红外光谱、元素分析进行了结构表征。将其用于催化过氧化氢脱色活性艳兰KN-R,研究了双氧水浓度、催化剂浓度和温度对脱色率的影响。由结果可知,Co3(BTC)2·12H2O和Mn3(BTC)2·10H2O表现出优异的催化脱色性能,在废水处理方面具有广阔的应用前景。     

三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆的制备

本文选用三元复合石蜡作为相变原材料,玻化微珠作为吸附载体,EVA乳液和苯丙乳液作为封装材料,根据石蜡渗漏率测试选择合适的封装材料制备出相变储能砂浆.结果表明:根据温度-时间曲线和DSC分析确定复合石蜡最佳配比为3#石蜡∶C14∶固体石蜡=1∶2∶7.玻化微珠真空吸附30 min石蜡量达到502.2％.选择苯丙乳液作为封装材料,可有效解决石蜡渗漏问题,石蜡/玻化微珠定型相变材料经恒温加热30 min最小渗漏率仅为4.42％.所制备的石蜡/玻化微珠相变储能砂浆相变温度区间为22～26q℃,抗压强度为5.35 MPa,导热系数为0.3372W/m·K,比热容约为普通砂浆的2倍,能够显著提高砂浆的保温性能.     

碳纳米管/石蜡复合相变储能材料的导热性能研究

以多壁碳纳米管为填料,采用两步法制备了不同质量分数(0.1%~1.0%)的CNTs/石蜡复合相变材料。采用HotDisk热分析仪测试了CNTs/石蜡复合相变材料在不同纳米颗粒质量分数、温度和粒径下的导热系数。研究表明,CNTs/石蜡复合相变材料的固、液态导热系数随CNTs颗粒质量分数的增加而大幅度提高,在25℃时,质量分数为0.5%的复合相变材料的导热系数提高了13.2%,体现了良好的强化导热效果。复合相变材料的导热系数对温度的依赖性不强,但在55℃时,复合相变材料的导热系数在固-液相变过程时出现了较大程度的增长。此外,复合相变材料的导热系数随CNTs颗粒粒径的增加而降低,25℃时,质量分数为0.1%的复合相变材料中,添加10 nm的碳纳米管后其导热系数提高了7.8%,添加100 nm的碳纳米管后其导热系数提高了2.2%。     

相变储能材料CaCl2·6H2O的研究进展

综述了无机水合盐相变储能材料CaCl₂·6H₂O近年来的研究进展,指出过冷、相分离、低热导率和易泄漏问题是制约其发展的主要障碍。介绍了不同成核剂和增稠剂对CaCl₂·6H₂O过冷和相分离问题的改善,概述了提高热导率和解决泄漏问题的研究现状,总结了现阶段研究中的优点以及不足,并对相变储能材料CaCl₂·6H₂O未来的研究发展方向进行了展望。     

H2O2处理H3PW12O40/ZrO2-WO3光催化降解有机染料

采用浸渍法将H3PW12O40负载在ZrO2-WO3上,通过H2O2溶液的敏化,制得H3PW12O40/ZrO2-WO3(x)光催化剂。然后以光降解甲基橙为探针反应,对各反应影响因素进行了探究。在甲基橙初始质量浓度为5 mg/L,溶液pH=2.5,催化剂用量为0.3 g的优化条件下,光降解2 h,甲基橙的降解率达到91.2%,光催化降解甲基橙溶液为一级动力学反应。且H3PW12O40/ZrO2-WO3(x)对罗丹明B、碱性品红和和亚甲基蓝也具有较高的光催化活性,降解率分别为70.0%、73.0%和73.5%。     

超支化液晶/Al_2O_3/环氧树脂复合材料电性能研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,含H20哑铃状液晶化合物(HLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了HLCP/EP/Al2O3复合材料。研究了Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀的影响。结果表明:材料的导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3粉体质量分数达到70%时,材料导热系数是纯环氧树脂的1.7倍;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小,当Al2O3粉体质量分数为60%时,介电常数为3.71。同时,由于HLCP网格的存在,降低了材料的内耗,提高了复合材料的玻璃化转变温度,增强了电性能。     

相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究

三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2 O)是一种常见的相变材料.选择Na2 HPO4·12H2 O作为成核剂,羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,利用步冷曲线法和差示扫描量热法研究CH3COONa·3H2O相变材料的循环融冻热稳定性;利用FLUENT软件,对CH3 COONa·3H2 O在试管中熔化凝固过程进行数值模拟.结果表明,CH3 COONa·3H2 O相变过程的数值模拟结果与不同实验条件下相变材料熔化凝固过程所需时间能够较好地匹配,说明基于FLUENT软件的相变材料数值模拟方法可以为实际实验提供参考;含有添加剂的CH3 COONa·3H2 O相变材料在循环融冻100次过程中,相变温度稳定在55℃左右,过冷度在1～4℃之间变化,且增稠剂与成核剂有较好的循环融冻热稳定性,利用T-history法估算相变材料的相变潜热值减少15.1％左右.     

Cs2O/Al2O3-ZrO2催化剂的制备及催化性能研究

本文采用醇盐-凝胶溶胶法制备Al2O3-ZrO2催化剂复合载体,并通过超声浸渍法制备Cs2O/Al2O3-ZrO2催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等技术考察了复合载体对催化剂的晶相结构、表面形貌的影响;并以甲醛和醋酸甲酯合成丙烯酸甲酯反应为探针,讨论了单一载体及铝锆比不同的复合载体催化剂的催化活性。实验结果表明:经过500℃煅烧的催化剂具有良好的晶形;材料具有蜂窝状孔道,具有良好的通透性;Cs的负载量为4.42%;当mAl2O3∶mZrO2=1∶0.25时,所得催化剂的活性最高,收率达到14.76%。     

Nd（C2H5CO2）3·H2O热分解性质的研究

用热重分析(TG),差热分析(DTA),傅里叶红外光谱分析(FTIR)和X射线衍射(XRD)等方法研究了Nd(C2H5CO2)3.H2O的热分解性质。在流动的Ar气中加热到1200℃,水合丙酸钕的分解可以分成6个步骤。在经过脱水反应之后,Nd(C2H5CO2)3首先在250℃和292℃之间生成Nd2(C2H5CO2)4.CO3并释放出二乙基甲酮。当温度升高到315℃,伴随着CO2气体的放出,Nd(C2H5CO2)3立即分解成Nd2O(C2H5CO2)4。在424℃之前,伴随着二乙基甲酮和CO2气体产生,Nd2O(C2H5CO2)4首先分解成中间相Nd2O(CO3)2,并立即转化成分解产物Nd2O2CO3。随着温度升高到770℃,含Nd化合物完全转化成Nd2O3。研究表明,Nd(C2H5CO2)3.H2O在空气中的TG曲线和其在Ar气中的没有任何改变。但是,分解产物二乙基甲酮气体在空气中的燃烧会产生很强的放热效应。与其它稀土金属丙酸盐的热分解的研究结果比较而言,Nd(C2H5CO2)3.H2O的分解性质表现出一些有趣的特点。特别是,在其它丙酸盐中没有发现类似中间相Nd2(C2H5CO2)4.CO3的生成的情况。     

KNO_3-NaNO_3-Ca(NO_3)_2/膨胀石墨复合相变储热材料的研究

采用未饱和水溶液法并利用超声波的震荡与分散的原理制备了[KNO_3-NaNO_3-Ca(NO_3)_2]/膨胀石墨复合相变储热材料,对样品做了导热系数、DSC、XRD和SEM等表征分析。通过添加不同质量分数的膨胀石墨(EG),研究了添加量对复合相变储热材料热物性能的影响。结果表明,利用未饱和水溶液法并利用超声波的震荡与分散的原理制备的复合相变材料的微观结构均一、稳定,导热系数增加更为明显,30%(质量分数)EG的复合相变材料导热系数可达24.29 W/(m·K),比纯共晶盐导热系数提高了67倍;EG质量分数小于10%时,共晶盐不能完全浸透到膨胀石墨空隙中,有明显的相分离,不能形成稳定的复合相;另外,EG含量越多,复合相变材料的导热系数就越大。