硝酸钠/硅藻土复合相变材料的制备与热性能研究

采用溶液浸渍法制备出硝酸钠/硅藻土复合相变材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)分别对其形貌、成分、相变性能进行表征;同时对该复合相变材料的热稳定性进行探讨。DSC结果显示,硝酸钠/硅藻土复合相变材料的熔点(Tm)是305℃,凝固点(Tc)是299.7℃,熔融焓(ΔHm)和凝固焓(ΔHc)分别是94.1 J/g和94.3 J/g。热稳定性测试显示硝酸钠/硅藻土复合相变材料经过热循环后仍然保持了良好的热稳定性。     

聚乙二醇/二氧化钛复合相变储能材料的制备

以PEG作为相变材料(PCM)来储存和释放热能,以TiO_2为支撑基体,合成出聚乙二醇分子量为6000的PEG@TiO_2的复合相变储能材料。结果表明成功合成了核壳结构的PEG@TiO_2复合材料。PEG被封装在TiO_2壳中,二者之间为物理相互作用,PEG在TiO_2壳中结晶,在规则的结晶排列上没有明显的TiO_2限制。PEG@TiO_2在熔融和凝固过程中的相变焓分别为153.3 J·g~(-1)和147.0 J·g~(-1),质量分数为91.2 wt%。PEG@TiO_2经历50次加热-冷却循环后,表现出优异的热可靠性。     

聚乙二醇/石墨烯纳米片复合相变材料的制备及其性能研究

以聚乙二醇(PEG)作为相变工作物质,以具有优异导热性能的石墨烯纳米片(GNPs)作为导热填料,通过熔融共混法制备出一系列不同GNPs含量的PEG/GNPs复合相变材料。采用激光导热仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等测试PEG/GNPs复合相变材料的导热性能、热物性、微观形貌、结晶性能及化学组成。结果表明,GNPs均匀分散于PEG基体中,形成能够加快热量传递的导热通路,复合材料体系的导热系数得以显著提高,而相变焓仅仅略微下降,当GNPs含量为2%时,复合材料体系的导热系数是PEG的249.7%,而相变焓损失率却仅为3.9%;PEG与GNPs二者间仅是物理吸附,并未发生化学反应,复合材料体系的结晶性能良好;PEG与GNPs复合相变材料的热响应速度更快,能源利用率因而更高。     

聚乙二醇/石墨烯纳米片复合相变材料的制备及其性能研究

以聚乙二醇(PEG)作为相变工作物质,以具有优异导热性能的石墨烯纳米片(GNPs)作为导热填料,通过熔融共混法制备出一系列不同GNPs含量的PEG/GNPs复合相变材料。采用激光导热仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等测试PEG/GNPs复合相变材料的导热性能、热物性、微观形貌、结晶性能及化学组成。结果表明,GNPs均匀分散于PEG基体中,形成能够加快热量传递的导热通路,复合材料体系的导热系数得以显著提高,而相变焓仅仅略微下降,当GNPs含量为2%时,复合材料体系的导热系数是PEG的249.7%,而相变焓损失率却仅为3.9%;PEG与GNPs二者间仅是物理吸附,并未发生化学反应,复合材料体系的结晶性能良好;PEG与GNPs复合相变材料的热响应速度更快,能源利用率因而更高。     

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...     

聚乙二醇/纤维素相变材料的制备及性能表征

以微晶纤维素（MCC）为原料,制备纤维素海绵（Cell）,并以其作为基体,通过物理共混的方法与聚乙二醇（PEG）PEG-6000进行复合,制备聚乙二醇/纤维素相变材料（PCMs）,研究了PCMs的结构与相变储能性能。实验结果表明：PCMs中PEG的质量分数可以达到90.77%,且相变过程中不会发生液体泄漏的问题。FT-IR分析表明纤维素基体和PEG之间存在明显的氢键作用,无新化合物产生。XRD分析结果表明：与纯PEG-6000相比,纤维素基体的加入不会改变PEG的结晶形态,但会降低PEG的结晶度。DSC结果表明,PCMs的熔融焓（ΔH_f）随着PCMs中PEG质量分数的增加而增大,ΔH_f最高可达146.88J/g（PCM₅）,但均小于纯的PEG（179.09J/g）;PCMs的结晶焓（ΔH_c）随着PCMs中PEG质量分数的增加而降低,ΔH_c的绝对值最高可达137.81J/g。TG分析表明,当环境温度小于250℃时,PCMs的热稳定性较好。     

纳米胶囊化二元复合相变材料的制备及热性能

以正十八烷(C18)和硬脂酸丁酯(BS)为复合芯材(PCMs),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材,通过无皂乳液聚合法制备纳米胶囊化相变材料,探讨了乳化剂种类和用量、引发剂种类和用量、芯壁比对纳米胶囊的影响,并采用TEM、SEM、FTIR、XRD、DSC和TGA对纳米胶囊的形貌、化学结构和热性能进行了测试表征。结果表明:当烷基乙烯基磺酸盐(AVS)用量占油相总质量的3.0%,过硫酸铵(APS)用量占单体MMA质量的1.2%,芯材与壁材质量比(芯壁比)为2∶4时,制备的纳米胶囊单体转化率最高、粒径最小、球形形貌最规整。相变纳米胶囊的熔融焓和结晶焓分别为56.89和54.02 J/g,具有良好的储热能力和耐热性能,且整理于棉织物上有较好的调温效果。     

聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料的制备

采用多孔二氧化硅（SiO₂）、聚乙二醇(PEG)等研究一种定形无机 有机复合相变材料的制备方法,并加入适当的促进剂和改性剂对复合材料进行了改性。利用多孔二氧化硅具有良好的吸附性能特点,将聚乙二醇相变材料吸附在二氧化硅微孔结构内,在毛细管力和表面张力的作用下,聚乙二醇在发生固液相变的时候很难从二氧化硅的微孔结构内渗透出来,从而解决了聚乙二醇在蓄热技术中应用时的液体流动问题。同时对相变材料进行了热性能分析,实验证明该复合相变材料具有形状稳定,导热率高,储热能力大等特点。     

聚乙二醇/聚氯乙烯/废旧PCB非金属粉复合定形相变材料的制备与研究

采用熔融共混法和模压法,以聚乙二醇(PEG)为相变材料,聚氯乙烯(PVC)为定形基材,废旧印刷电路板非金属粉(N-PCB)为增强填料,制备了一种新型的复合定形相变材料。通过差示扫描量热仪对材料的相变过程进行了表征。结果发现,添加PEG20000质量分数为30%时,复合材料的相变熔融焓和凝固焓最大,分别为46.61 J/g和47.62 J/g,相变温度区间为65.0～78.0℃。另外,还研究了N-PCB作为填料对于新型复合定形相变材料的密度、热变形温度和力学性能的影响,结果发现在PEG20000/PVC体系中N-PCB添加量为30%时,复合材料的综合性能最优。     

新型建筑用二元复合定型相变材料的制备及性能评价

针对建筑节能领域,提出了一种由十二醇（LA,C₁₂H₂₆O）和硬脂酸（SA,C₁₈H₃₆O₂）组成的具有适宜相变温区且相变潜热较高的二元相变材料LA-SA,并以膨胀珍珠岩和陶粒为多孔吸附材料制备出复合定型相变材料,探究了不同吸附材料对于定型相变材料热物性的影响。二元相变材料LA-SA的最优配比为质量分数82%十二醇+18%硬脂酸,其熔融相变温度为21.3℃,相变潜热为205.9 kJ/kg,且热稳定性能良好。以膨胀珍珠岩和陶粒为吸附材料,通过真空吸附法制备出了两种建筑用定型相变材料,并对其进行了SEM、FTIR、TG及DSC性能表征,结果表明：LA-SA与两种吸附材料的复合过程仅为物理吸附且复合良好,吸附后的定型相变材料的相变潜热有一定的降低;相比于陶粒,膨胀珍珠岩对相变材料的吸附率较高,且对相变材料热性能影响较小;LA-SA/膨胀珍珠岩熔融相变温度为22.7℃,相变潜热为165.3 kJ/kg,可应用于建筑节能材料的制备。     

二氧化钛/硅藻土复合多孔材料的制备

通过溶胶-凝胶法制备二氧化钛,并研究了抑制剂醋酸用量对二氧化钛光催化性能的影响,之后以硅藻土为基体材料,负载二氧化钛,制备出光催化性能优于二氧化钛单独作为催化剂使用的一种复合多孔催化材料。     

碳纳米管/有机酸复合相变材料的制备及性能

以多壁碳纳米管（MWNT）为支撑材料，十二酸（LA）、十四酸（MA）、十六酸（SA）和十八酸（PA）为相变主材，采用熔融共混法制备不同成型复合相变材料。利用压片机、红外热成像仪、导热系数测试仪和电阻率测试仪对成型材料的物理性质、温度场分布、蓄-放热时间、导热率和电阻率进行测试。结果表明，成型压力和MWNT添加量对复合材料密度影响较小。4种有机酸中分别添加24%、19%、25%和26%的MWNT时，有机酸不会泄漏。成型后虽然温度场分布更均匀，且具有良好疏水性，但蓄热速度减缓。复合材料导热率分别比纯有机酸提高2.7~3.7倍、2.7~4.5倍、2.7~4.4倍和1.7~2.4倍。压力从1MPa变到11MPa时，复合材料电阻率分别减小75.9%、76.5%、72.2%和74.0%，材料电阻率变化曲线拟合表明两者之间相关性较高。说明制备的复合相变材料具有良好的疏水、导热和导电性能。     

有机酸/碳纳米管复合相变材料的制备及性能

以多壁碳纳米管(MWCNT)为支撑材料,十二酸(LA)、十四酸(MA)、十六酸(PA)或十八酸(SA)为相变主材,采用熔融共混法制备不同成型复合相变材料。利用压片机、红外热成像仪、导热系数测试仪、DSC和电阻率测试仪对成型材料的物理性质、温度场分布、蓄-放热时间、导热率和电阻率进行测试。结果表明,成型压力和MWCNT添加量对复合材料密度影响较小。4种有机酸LA、MA、PA、SA中分别添加24%、19%、25%和26%的MWCNT(均为质量分数,以反应体系总质量计,下同)时,有机酸不会泄漏;成型后虽然温度场分布更均匀,且具有良好的疏水性,但蓄热速度减缓;4种复合相变材料导热率分别比纯有机酸提高2.7～3.7倍、2.7～4.5倍、2.7～4.4倍和1.7～2.4倍;复合相变材料的冷热循环潜热均有所下降;当压力从1 MPa升到11 MPa时,复合材料电阻率分别减小75.9%、76.5%、72.2%和74.0%,材料电阻率变化曲线拟合结果表明两者之间相关性较高。制备的复合相变材料具有良好的疏水、导热和导电性能。     

硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料制备及性能研究

采用“溶胶-凝胶”工艺制备出具有不同硬脂酸质量分数的硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料,运用SEM、XRD和DSC等手段对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征和测试。复合相变储热材料是硬脂酸嵌入到二氧化硅三维纳米网孔中形成的,其相变温度和相变潜热均随硬脂酸质量分数的增加而增大,且相变温度低于纯硬脂酸,相变潜热与对应质量分数下的硬脂酸相当。实验结果表明,硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料具有储热密度大、性能稳定以及导热系数较高等优点。     

建筑用相变微胶囊/硅藻土复合材料的制备及性能研究

通过界面聚合法利用硅藻土、十八烷、过硫酸铵等材料制备相变微胶囊/硅藻土复合材料,采用扫描电镜观察复合材料的微观形貌,并采用差示扫描量热仪和动态水蒸气吸附仪分析其储热性能和吸湿性能.实验研究表明,相变微胶囊/硅藻土复合材料具有优良的储热和吸湿性能,将其作为建筑材料投入使用有助于维持室内的温度平衡与湿度平衡.     

硝酸钙与硝酸钠二元相变蓄热材料的制备与性能

相变蓄热技术是解决热能供需矛盾的有效手段。为了得到一种廉价的中温相变蓄热材料,该文将硝酸钙和硝酸钠按摩尔比从1∶9到9∶1配比出9个样本,通过同步热分析仪测试,发现3∶7为最佳比例。经过27次吸热放热循环,该配比的混合盐相变点和相变焓基本保持稳定,其融化潜热为135.8kJ/kg,熔点为217.4℃,且无明显的质量变化。并对该熔融盐的比热容和腐蚀性进行了测试。该混合盐腐蚀性小,与不锈钢和铝合金具有良好的相容性。通过和相变蓄热能力相当的solar salt进行比较,发现其成本只有后者的一半左右,说明该配比的混合盐性价比高,在相变蓄热具有良好的应用前景。     

PE-LD/石蜡复合相变储能材料的制备及性能研究

以固体石蜡、低密度聚乙烯(PE-LD)为原料,乙烯基三乙氧基硅烷改性的膨胀石墨/硅藻土为填料,过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,制备复合相变储能材料。研究了石蜡含量及改性后硅藻土/膨胀石墨用量对复合材料热稳定性及导热性的影响,探讨了DCP含量对复合相变材料微观结构、力学性能的影响。结果表明,当石蜡含量为60%(质量分数,下同)时,热稳定性良好,相变潜热和相变温度更合适;膨胀石墨及硅藻土的加入对复合相变材料热稳定性均有提升,且无机填料含量为4.6%时达到最大值,膨胀石墨对复合材料热稳定性改良效果强于硅藻土;膨胀石墨的加入对复合相变材料导热性能有所提升,当膨胀石墨含量为4.6%时,热导率为对比样的384.38%;DCP的加入使复合相变材料的力学性能有所增强,且含量在3%时综合性能良好。     

电驱动PEG/EG复合相变材料的制备与性能

以聚乙二醇（PEG）为相变组分，膨胀石墨（EG）为支撑材料，采用真空浸渍的方法制备了PEG/EG电热转换相变储能材料。改变复合相变材料中EG的质量分数，探究其在电热转换与热能存储效率、定形效果、相变焓值、储放热速率等方面的作用。结果表明，EG不仅能够提高复合相变材料的导热性能，还赋予其导电性能。当EG质量分数为5%时，PEG/EG复合相变材料具有良好的电热转换性能，在外加电压为7 V时，其电热转换与热能存储效率达到80.6%。同时，复合相变材料表现出良好的定形效果、较高的相变焓值（152.2 J/g）和优异的导热性能，与纯PEG相比，其储热所用时间减少了73%，储放热速率大幅提高。因此，PEG/EG复合相变材料在电驱动热能存储系统和能量转换与存储等领域具有广阔的应用前景。     

十六酸-十四醇二元复合相变材料的制备及热性能研究

通过熔融共混法制备了一系列十六酸-十四醇共晶系,利用步冷曲线法和低共熔混合物相变温度理论计算确定十六酸-十四醇二元混合物最低共熔点的质量比为18∶82,共晶温度为34. 03℃,并且随着十六酸掺入量的增加,共晶系的过冷度逐渐下降。DSC和FT-IR测试结果表明,十六酸-十四醇最低共熔点的熔化温度为35. 90℃,相变潜热为122. 6 J/g,凝固温度为30. 46℃,相变潜热为119. 3 J/g,并且各组分之间无化学反应。从加速冷热循环结果来看,十六酸-十四醇共晶系具有良好的热稳定性。因此,该二元复合相变材料适用于建筑节能领域。     

一种聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料的制备

以聚乙二醇为芯材,正硅酸乙酯为壳材,采用溶胶凝胶法制备了一种聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料。采用SEM、IR、DSC和XRD,分别测试了聚乙二醇/二氧化硅的形貌、结构和热性能。结果表明,聚乙二醇被二氧化硅成功包覆,所合成的材料为三维网状,封装性能优良,相变焓高,热稳定性好。