铜纳米粒子导热增强固-液相变储能材料的性能

使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）作为钝化剂对铜纳米颗粒进行原位包覆制备了PVP/PEG/Cu复合纳米粒子（CuNP），将其作为导热增强剂引入到PEG中制备了CuNP/PEG固-液相变储能材料（PCMs），并通过FTIR、XRD、DSC以及TGA等表征了CuNP/PEG固-液PCMs的结构及热性能。利用纳米粒子表面的PVP与PEG之间的氢键和空间位阻效应，以及PVP对铜核的保护作用，赋予了铜纳米粒子在PCMs中优异的分散稳定性。结果表明，CuNP的引入能够显著提高复合相变储能材料的导热能力，并能够作为晶核加速材料的结晶行为。当纳米粒子的质量分数为5%时，CuNP/PEG固-液PCMs的相变焓值为157.0 J/g，体系的储热速率、放热速率和结晶速率与纯PEG相比分别提高了34.09%、31.45%和53.33%。     

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。     

以聚乙二醇作为相变芯材的复合相变材料研究现状

相变材料（PCMs）是一种应用广泛的储能材料,本文具体讨论了利用聚乙二醇（PEG）制备PCMs的研究现状和方法。对相变材料及其分类进行简单的介绍,并着重介绍了聚乙二醇及其特点与聚乙二醇类的相变材料。总结了PEG类PCMs的五种制备方法,并以近几年来的相关研究对这五种方法进行阐述。基于这种相变材料在各方面的优异性能,有望在今后各领域中能提供更加广阔的应用。     

基于四重氢键的自修复温敏相变凝胶的制备及性能

为提高定型相变材料（SSPCM）的使用寿命，以水和离子液体（IL）为相变材料（PCM），N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体，壳寡糖（COS）为添加剂，引入2-脲基-4[1H]-嘧啶酮（UPy）形成四重氢键二聚体，采用自由基聚合法制备了自修复温敏性相变凝胶（S-EBIL）。通过FTIR、SEM、TEM对相变凝胶的化学结构与微观形貌进行表征，并测定了相变凝胶的自修复性、溶胀性和热性能。结果表明，相变凝胶具有多孔结构，内部孔径为18~38 μm，微凝胶核壳尺寸2~4 μm。相变凝胶具有温度敏感性，当温度升高时，相变凝胶黏弹性增大，不仅能维持相变材料的基本形状，而且能防止相变材料泄漏。相变凝胶相变温度为-10~0 ℃，相变焓值最高为252.9 J/g，导热系数为0.52 W/(m?K)。自修复温敏相变凝胶（S-EBIL3，IL与H2O质量比为3∶10）修复效率可达95.5%（30 s）。     

二维纳米片基复合相变储热材料研究进展

相变材料（PCMs）作为潜热储存和释放的介质,能够解决热能供需矛盾,从而缓解能源危机。纯相变材料具有能量密度高、温度范围广、能量输出稳定性强等优点,但其热导率低和在相变过程发生渗漏的缺点阻碍了其广泛的应用和发展。通过将PCMs与二维纳米片复合,PCMs热导率低和渗漏问题被有效解决。通过在导热机理方面进行详细阐述的基础上,综述了近几年来有关碳基二维纳米片、六方氮化硼（h-BN）纳米片、二硫化钼等复合储热材料的研究进展,为高性能二维纳米片基复合PCMs的设计提供一定的研究思路。     

铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料的制备与表征

将铁尾矿与采剥废石制成的多孔陶瓷作为相变储能材料基体，同时将熔融石蜡、石墨、石墨烯混合搅拌30 min作为相变材料，最后采用熔融真空压注法将相变材料注入相变储能材料基体得到一种铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料(IT-WR@SCY/PCMs)。通过抗压、耐酸碱性和热导率测试及热循环试验等对IT-WR@SCY/PCMs的力学和物理化学性质进行了研究，并采用扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重分析仪(DSC-TG)等对IT-WR@SCY/PCMs的微观结构进行了表征，结果表明：5种配比下IT-WR@SCY/PCMs的平均抗压强度为14.73 MPa;在微沸酸碱溶液中浸泡2.5 h的平均质量损失率分别为5.9%和2.4%;相较于石蜡，添加20%石墨和20%石墨烯的复合相变储能材料(IT-WR@SCY/GPCPCMs20和IT-WR@SCY/GCPCMs20)的导热率分别提高了120.83%、266.67%,为0.53、0.88 W/(m·K),相变潜热分别损失了44.50%、27.09%,为126.22、165.92 J/g;经100次熔化-凝固热循环后，IT-WR@SCY/PCMs...     

基于多孔支撑体的形状稳定复合相变储能材料的研究进展

固-液相变材料（PCMs）是热能储存（TES）技术发展的关键因素,然而一些固有的问题如泄漏和热导率低等严重制约了相变材料的性能。因此,选择合适的方法构建形状稳定的复合相变材料（FSCPCMs）,并有效地提高其热导率是实现相变材料实用化的重要前提。多孔载体封装相变材料为构建具有高储能密度和优异热传输性能的定形复合相变材料提供了一条有效的途径。本文对不同FSCPCMs的制备、结构热学性能、应用等方面进行了综述,详细总结和讨论了孔径和几何形状、表面改性、作用力、组成等因素对FSCPCMs相变行为的影响。重点介绍了具有高热导率、高负载率和高潜热的新型多孔复合相变材料的设计和应用。最后,基于理论、数值和实验方法,展望了FSCPCMs在约束结构中的相变和多尺度传热方面未来的研究方向及其在能源转换方面的商业化应用。     

正十八烷/丙烯酸树脂相变微囊的制备与性能

以正十八烷为芯材,采用悬浮聚合法制备了以聚甲基丙烯酸十八烷基酯,以及甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)-甲基丙烯酸共聚物(MAA)为囊壁的相变微囊(Micro PCMs)。采用扫描电子显微镜、差示扫描量热分析、热重分析等方法分析了Micro PCMs的表面形貌、储热性能以及热稳定性。结果表明,SMA的长烷基侧链可使囊壁凭借一定的弹性形变抵御外力作用。引入MAA后的Micro PCMs储热密度更高,其相变焓达136.0 J/g。SMA的半结晶性能使Micro PCMs具有优异的耐热性能,其起始失重温度比正十八烷提高了60℃。     

纳米复合相变蓄热材料的制备与特性

相变蓄热材料（phase change materials,PCMs）是相变蓄热技术研究的基础。针对普通相变蓄热材料热导率低的缺点,采用纳米技术改善石蜡的相变传热性能,从而提高其热导率及热扩散系数。通过纳米颗粒-石蜡复合材料熔化过程测试和纳米颗粒沉降过程观察,确定铜纳米颗粒和Hitenol BC-10分别作为实验用纳米颗粒和分散剂,在制备稳定的纳米铜颗粒-石蜡复合相变材料的基础上,对其热物性进行了实验研究。结果表明纳米铜颗粒的添加使得石蜡热导率增幅最大,实验测得固态纳米铜-石蜡热导率提高7.9%,液态提高3.8%,而固、液态热扩散系数则分别提高了20.6%和16%。     

多孔纤维素/聚乙二醇相变粉体的制备及表征

以制备的具有微/纳多孔结构的纤维素为骨架,聚乙二醇(PEG)-4000为相变基,通过吸附―混合机制制备出不同PEG含量的多孔纤维素/PEG复合相变粉体材料(PCMs)。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜分析和复合相变粉体孔隙率测定结果表明,多孔纤维素与PEG能很好地相互结合;X射线衍射、差示扫描量热及热重分析结果表明,PCMs相变焓随PEG含量的增加而逐渐增加,PEG理论含量为50%(wt)时,多孔纤维素/PEG复合相变粉体相变焓值为95.53 J/g。多孔纤维素/PEG复合相变粉体的热稳定性好。     

高密度磺酸型多孔碳微球固体酸的制备及其在废油脂酯交换反应中的应用

以葡萄糖为碳源，通过氯化亚锡二水合物、酒石酸水热法制备SnO₂/C复合微球，进一步经水热去除锡后得到多孔碳微球（PCMs）。随后对PCMs进行低温水热氧化、对苯二胺酰胺化和氯磺酸磺化处理，得到高密度磺酸型多孔碳微球固体酸催化剂（SPCMs）。利用SEM对实验过程中碳微球进行形貌分析，利用FT-IR、XPS、TG等表征手段分析三步改性实验的可行性，并将SPCMs用于废油脂与甲醇的酯交换反应制备脂肪酸甲酯（FAMEs）,在醇油摩尔比为16∶1、催化剂质量为0.6 g、140℃下反应4 h, FAMEs最佳产率为93.5%。     

采用悬浮聚合法批量制备相变储能材料微胶囊

采用悬浮聚合法,利用自己设计的相变材料微胶囊(Micro PCMs)批量制备的生产设备合成了以正十八烷为囊芯,以苯乙烯马来酸酐-甲基丙烯酸甲酯共聚物P(MMA-co-SMA)为囊壁的相变储能微胶囊,熔融热焓值最高可达到150.12 J/g,结晶热焓值可达151.05 J/g,并通过扫描电子显微镜,差示扫描量热仪等对其性能进行了分析。讨论了乳化速度和乳化时间对批量制备相变储能微胶囊的热焓值和产量的影响。     

硬脂醇/膨胀石墨复合相变材料的制备及储热性能

相变储热技术是解决热量在时空上分配不平衡问题的有效手段之一,研制高性能的复合相变材料（phase change material, PCM）成为当前研究者关注的重点。硬脂醇（stearyl alcohol, SAL）等有机PCM目前主要存在热导率偏低以及循环稳定性较差等问题而限制了实际应用。以SAL作为PCM,膨胀石墨（expanded graphite, EG）为高导热多孔基质,采用吸附定形工艺制备了16种SAL/EG复合PCMs[EG含量为7%、14%、21%、28%（质量）;样品密度为700kg/m³、800kg/m³、900kg/m³、1000kg/m³]。对复合PCMs样品的微观结构、储热能力、导热性能、循环稳定性及充放热性能进行研究与分析。结果表明：SAL完全填充于EG的多孔网络。当样品密度为900kg/m³,EG质量分数为28%的水平热导率最高,其值为28.58W/(m ? K),相比于纯SAL[0.38W/(m ? K)]提高了74倍,该值大约是相对应垂直热导率[5.99W/(m ? K)]的4.8倍。另外在构建的充放热性能试验台上研究了样品中心位置的储/放热性能,结果显示样品密度为900kg/m³,EG质量分数为28%的样品充放热速率最大,固-液潜热吸热和放热阶段所经历的时间分别为53min和20min。与此同时验证了样品的导热性能和熔化-凝固特性,说明SAL/EG复合PCMs具有稳定可靠的储/放热性能。     

聚氨酯型固-固相变储能材料的合成与性能表征

采用两步溶液聚合法以DMF为溶剂，PEG、MDI、BDO为原料合成了一种聚氨酯型高分子固-固相变储能材料，运用傅立叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）对该种材料进行结构分析和性能表征，对其相变行为和相变机理进行初步探讨。结果表明，所合成的PUPCM相变焓较大，热性能稳定。相变过程中不出现液体，是一种具有较大使用价值和发展前途的高分子固-固相变储能材料。     

EVA包覆石蜡定形相变材料的性能研究

用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和高密度聚乙烯(HDPE)作为包覆材料,石蜡作为相变材料,通过热熔法制备不同石蜡含量的定形相变材料(PCMs).渗漏试验表明,EVA基定形相变材料的质量损失率不超过0.06%;样品经恒温水浴试验和耐久性试验后质量损失率均小于1%,耐久性试验前后样品的差示扫描量热仪(DSC)试验结果与耐久性试验的结果相对应.     

硬脂醇@Co3O4/膨胀石墨复合相变材料的制备及性能

以硬脂醇(SAL)作为相变材料、Co3O4/膨胀石墨(EG)作为支撑材料,通过熔融共混-压制成型制备了一种复合相变材料(PCMs)SAL/Co3O4/EG-P.EG的添加用于改善PCM的导热性能,同时采用ZIF-67煅烧后得到的Co3O4对其进行了化学改性.采用SEM对Co3O4/EG-P的结构进行表征.结果表明,Co3O4/EG具有三维耦合网络和分级多孔结构,EG可以有效防止金属有机骨架衍生材料结构的坍塌和团聚.采用SEM、DSC和红外成像仪对复合PCMs的形貌和热性能进行了分析.结果表明,随着Co3O4和EG的质量比从1:1到1:8,复合PCMs的导热系数呈现上升趋势.当m(Co3O4):m(EG)=1:8时,复合PCMs的熔化温度为51.26℃,潜热为191.63 J/g,热导率大约是纯SAL〔0.248 W/(m·K)〕的47.5倍.而红外成像结果则验证了复合PCMs的瞬态温度变化与其热导率密切相关.     

相变材料微胶囊化封装技术的研究进展

作为潜热储能(LHS)储热介质的相变材料(PCMs),因其具有较高的储能密度,能在较窄的温度区间内实现能量的存储与释放等优势而备受研究者的关注。然而,相变材料因自身较低的热导率及其相变储热过程所伴随的体积变化,使相变材料应用受到一定限制。对相变材料进行微胶囊化封装,可显著增加其传热面积与吸收其在相变过程的体积变化。综述了相变材料微胶囊化封装的合成方法,总结了研究工作中亟待解决的问题和技术难点,为今后相变材料的研究提供一定的理论支持。     

UPy封端超分子可剥离热熔胶的本体合成及性能研究

可重复使用及回收的胶粘剂是电子工业领域发展的必然趋势。本研究采用本体聚合法，以聚酯多元醇(7130)、聚乙二醇(PEG-1500)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成聚氨酯预聚体。再以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)封端，在直链型聚氨酯的末端接入UPy序列形成自互补四重氢键，合成了具备优良力学性能、粘接性能、抗冲击、可重复使用的超分子聚氨酯热熔胶(HMA-UPy)，并对其结构和各项性能进行了测定或表征。研究结果表明：(1)成功合成了HMA-UPy，并且该热熔胶比常规的聚氨酯热熔胶法得到的分子量小；(2)在聚合物末端中引入UPy交联剂，对软链段的玻璃化转变温度(T_g)没有明显的影响，UPy序列提供了高热力学稳定性和快速的动力学可逆性，并且聚合物链末端的UPy序列不会破坏基于PEG-7130的软链段嵌段结构，从而使HMA-UPy柔软、可拉伸但又坚韧；(3)该热熔胶易于加工，可重复使用，机械强度良好，中等的黏流转变温度(135℃)和氢键的快速动态可逆性非常适合多次剥离和重复粘接；(4)该热熔胶具有两个失重峰值，分别为338.03和428.34℃，远高于常...     

相变储能材料在温室大棚中应用研究进展

采用相变储热材料(PCMs)潜热储蓄技术是最有效热能贮存方式之一,将其应用于温室节能有重要意义.本文综述了低温相变储热材料在温室大棚中的应用条件及类型,国内外低温相变储热材料的研究现状.分析了温室储热材料的性能与存在问题,展望了低温相变储能材料的发展方向和应用前景.     

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

利用农业固体废弃物玉米秸秆为前体，经700℃高温热解、KOH刻蚀后得到了具有三维孔道结构和大比表面积（2136.67m²/g）的生物炭（KBC）。以KBC为载体，利用乙醇溶解、真空浸渍的方式将有机相变材料硬脂酸（SA）注入其内部孔道中，获得了一种生物炭/硬脂酸（KBC/SA）复合相变材料。通过红外光谱（IR）、粉末X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重分析（TG）、差示扫描量热分析（DSC）等表征手段，对其组成结构、微观形貌、储热性能以及稳定性进行了研究。结果表明，当SA质量分数为71.2%时，复合相变材料的储热性能最佳，其相变过程中的熔融焓和结晶焓分别为126.3J/g和128.7J/g，且经过100次循环储、放热性能测试后，相变焓值无明显变化。相变过程中无渗漏现象发生，表明KBC/SA是一种性能优异的定形相变材料。此外，KBC/SA复合相变材料具有良好的光热、电热转换能力，能够将太阳光能和电能转化为热能并储存和释放。当被模拟太阳光和直流电（U=5.0V）驱动后，其光热、电热转换效率可分别达到78.3%和70.1%。因此所制备的KBC/SA复合相变材料不仅能作为一种储热材料使用，而且在绿色清洁能源转化利用方面具有潜在价值。