月桂酸-肉豆蔻酸/膨胀石墨封装复合相变储能材料的制备及表征

以月桂酸-肉豆蔻酸(LA-MA)低共熔酸为芯材,膨胀石墨(EG)为担载材料,利用熔融吸附法制备LA-MA/EG复合相变材料。采用有机无机复合硅溶胶对其包封定形,得到LA-MA/EG封装复合相变材料用来改善相变过程中液态脂肪酸的渗漏问题,并通过SEM、FT-IR和DSC对该封装复合相变材料的结构和性能进行表征。结果表明:LA-MA/EG封装复合相变材料的潜热和相变温度为119.5 J/g和31.2℃;封装材料并未引起新生成物的出现,且可明显抑制脂肪酸的渗漏现象;加速热循环后的封装复合相变材料仍可保持良好的储能性质。     

添加膨胀石墨的二十二烷-十二醇复合定形相变材料的性能研究

针对于太阳能PV/T系统相变材料热导率低、易泄漏的问题,本工作制备了二十二烷-十二醇/膨胀石墨复合定形相变材料并对其性能进行实验研究。本工作首先按照6∶4的比例制备了二十二烷-十二醇相变材料,然后采用熔融共混法制备了一系列膨胀石墨含量不同的复合定形相变材料。实验借助场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,利用热流型差示扫描量热仪、热导率测量仪等仪器测量其潜热、热导率等参数,研究了材料的物理相容性、吸附性、循环稳定性,探究了膨胀石墨和二十二烷-十二醇的最佳配比及其各项性能。结果表明,当膨胀石墨质量分数为15%时,复合定形相变材料性能最佳,此时膨胀石墨足以将相变材料吸附,渗漏率仅为3.85%且无明显渗出,其熔化和凝固相变潜热分别为203.8 kJ/kg和-196.6 kJ/kg;在经过50次冷热循环后,其相变温度及潜热变化较小,热导率基本保持稳定,波动幅度仅为5.9%,质量损失较少,仅为0.0495 g,表现出良好的循环稳定性。研究为后续定形相变材料在太阳能PV/T系统中的应用提供理论数据支撑。     

硬脂酸正丁酯/聚苯乙烯定形相变材料实验

采用真空吸附法制备了硬脂酸正丁酯/聚苯乙烯定形相变材料,利用差示扫描量热仪研究了定形相变材料的热性能,真空吸附的定形相变材料的熔解温度为16.8℃,凝固温度为20.6℃,潜热值分别为72.3J/g和72.9J/g;1000次循环的DSC测试表明定形相变材料具有良好的稳定性;红外光谱扫描结果说明两种材料的融合没有结构的变化。结果表明,真空吸附的硬脂酸正丁酯/聚苯乙烯定形相变储热材料的相变温度合适、相变潜热大、热稳定性好,适合用作温室低温相变储热材料。     

墙体储能用定形相变石蜡储热性能的实验研究

实验配制并研究了以高密度聚乙烯为支撑材料的定形相变石蜡.所使用的石蜡为由液体石蜡分别与46#石蜡、48#石蜡配制的两种适于墙体中使用低熔点混合物,相变温度分别为26.6、25.5℃,相变潜热较大.利用DSC实验研究了两种石蜡混合物分别与高密度聚乙烯按40%～90%比例配制成的定形相变材料的相变温度、相变潜热、均匀性和稳定性.定形相变材料在低温区的相变温度与石蜡的相变温度基本一致,在26～28℃之间,定形材料相变潜热近似等于石蜡的相变潜热与石蜡百分含量的乘积.定形相变材料中石蜡的最佳含量为70%,此时相变潜热约为100J/g.     

相变墙体中的定形相变材料的实验研究

由石蜡和高聚乙烯构成定形相变材料，填加到墙体中可增加墙体的蓄热能力，节约能源：文中实验研究了按不同比例混合而成的定形相变材料的相变温度、相变潜热和稳定性，得出了石蜡含量的临界值。研究结果显示：石蜡和高聚乙烯组成的定形相变材料结构均匀稳定，不变形，相变温度合适，相变潜热大，是理想的在墙体中使用的相变储能材料。     

高潜热相变砂浆与相变板墙体性能对比研究

相变储能墙体面临着相变温度不适宜、储能能力低、构建形式多但缺乏性能对比分析等问题。以相变砂浆、相变板墙体为对象,对其性能进行优化和对比研究。采用固、液石蜡、高密度聚乙稀(HDPE)按比例熔融混合制备出相变温度约为34.000℃的定形相变材料,该材料无泄漏、形状稳定,潜热为现有文献的2.00倍多。基于该材料制备出相变砂浆、相变板材,并构建两类相变-混凝土墙体结构,研究在相同边界条件和初始条件下两者的传热特性及节能效果。结果表明,以普通砂浆墙体为对照,相变砂浆、定形相变板可将内壁面最高温降低0.730、1.760℃,定形相变板保温隔热性能最优。定形相变板可将空调热负荷降低21.9%,高于相变砂浆;但其原料成本为普通砂浆的3.38倍;成本增幅较相变砂浆高出32.8%,而成本回收周期低33.3%。     

膨润土相变储能材料的制备与性能研究

以熔融插层和液相插层两种方法对脂肪酸分子插层于有机膨润土层间的效果为研究对象,采用XRD、DSC、IR等测试手段对膨润土相变储能材料的结构、储能性能及化学稳定性进行表征分析。研究结果表明:两种插层方法均可使脂肪酸分子有效地包覆在膨润土的纳米层间,制得的复合相变储能材料的相变温度范围相较于脂肪酸变宽,相变温度点稍有升高。     

癸酸-石蜡二元低共熔复合相变材料的制备及性能研究

为充分利用冬季太阳辐射热,将传统建筑材料与相变材料结合形成新型绿色建筑材料,可充分发挥其储能控温特性,并缩短热量被吸收进室内的时间,降低冬季采暖能耗,实现建筑节能。利用熔融共混法制备了质量配比为0.81∶0.19、共晶温度为27.4℃的癸酸-石蜡(CA-PC)低共熔复合相变材料。通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对该二元低共熔物的化学结构进行分析,发现CA与PC是通过物理作用结合的,无新物质产生;并且通过500次加速冷热循环实验,证实了CA-PC复合相变材料具有良好的热循环稳定性。此外,由差示扫描量热仪(DSC)分析得到CA-PC的相变温度为27.0℃,相变潜热为153.7 J/g,这一结果与步冷曲线所得的共晶温度相吻合,进一步表明了该复合相变材料在用于制备新型建筑储能材料领域极具发展潜力。     

Preparation and thermal property of a tetradecane-octanoic acid eutectic phase change material

采用低共熔法研制了一种相变温度在0~3℃的二元有机相变蓄冷材料,该材料由十四烷和正辛酸按一定比例混合组成。首先通过理论计算预测二元最低共熔混合物的比例,确定其理论最低共熔点温度以及潜热值,然后围绕共晶点配制了5种不同比例的混合物。通过差示热量扫描仪、步冷曲线、Hot disk热常数分析仪测量其热物性,并利用高低温交变箱进行循环稳定性实验。当十四烷和正辛酸的摩尔质量比为51：49时,有最低共熔点温度为1.0℃,相变潜热为191.8 J/g,热导率为0.379 W/（m·K）。对其进行100次充放冷实验,循环后相变温度为0.9℃,相变潜热为191.5 J/g,相变蓄冷时间缩短了24.3%,热稳定性良好。实验结果表明,十四烷-正辛酸有机复合相变材料在低温储能中有可观的应用价值。     

膨胀石墨/多壁碳纳米管基共晶盐复合相变材料的制备及热特性北大核心CSCD

单一水合盐作为相变蓄热材料使用时常常由于过冷、相分离、易泄漏以及其相变温度而受到限制,因此迫切需要制备出一种储热密度高、相变温度适宜、热导率大的复合相变材料。本工作采用熔融共混法在NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O(AASD)中掺入不同质量分数的MgSO_(4)·7H_(2)O(MSH),成功制备了AASD-MSH共晶盐相变材料,其质量比为55∶45,相变温度为76.4℃,相变潜热为189.4 J/g。共晶盐的X射线衍射图谱和傅里叶红外光谱表明其为物理混合。引入质量分数1%成核剂CaCl_(2)·2H_(2)O及1%增稠剂可溶性淀粉降低共晶盐过冷度,过冷度从34.9℃降低至28.0℃。引入改性膨胀石墨(MEG)与多壁碳纳米管(MWCNTs)制备复合相变材料,改善共晶盐易泄漏及热导率低等问题,当MWCNTs质量分数为0.5%时,复合相变材料的热导率高达8.185 W/(m·K),为共晶盐的19.98倍,其中共晶盐占比为75.6%,相变温度为74.3℃,相变焓值为133.5 J/g,过冷度进一步降低至22.2℃。热重实验表明与MEG-MWCNTs的复合增加了共晶盐的热稳定性,且经过100次冷热循环后复合相变材料的相变焓值基本不变,具有良好的循环稳定性。本工作制备得到的AASD-MSH/MEG-MWCNTs复合相变材料是一种相变温度适合、相变焓值较高、热导率较大的相变材料,且具有良好的热循环稳定性,应用潜力极大。     

硬脂酸/碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合相变胶囊的制备与热性能研究

首先使用浸渍法制备硬脂酸/碳纳米管(SA/α-CNTs)复合相变材料,然后采用原位聚合法以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壁材,以制得的SA/α-CNTs为芯材,制备硬脂酸/碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯(SA/α-CNTs/PMMA)复合相变胶囊。通过SEM、TEM、FT-IR表征材料的微观结构与组成,通过DSC、TGA、步冷曲线分析材料的相变温度、相变焓、热稳定性能和导热性能。实验结果表明与纯硬脂酸相比,SA/α-CNT提高到207.95 J/g SA,相变时间由1000 s缩短到520 s,硬脂酸在SA/α-CNTs/PMMA相变微胶囊的完全热分解温度从280℃提升到310℃,说明PMMA的包覆和碳纳米管的复合可提升材料的热稳定性。     

Modification of fly ash as a carrier of paraffin wax based phase change energy storage material for waste heat recovery

以石蜡为相变材料,改性粉煤灰为载体,无水乙醇为溶剂,采用溶液插层法合成了石蜡/改性粉煤灰相变储能材料.经过柠檬酸改性后的粉煤灰,骨架结构保持完整,不仅去除了其中杂质,而且对相变材料吸附能力有所改善.差示扫描量热(DSC)结果表明,PCM-3储能材料的熔化潜热值和熔化温度分别为327.85 kJ/kg和53.63 ℃;红外(FT-IR)测试表明,储能材料化学稳定性良好,由于吸附后的石蜡与粉煤灰载体间具有很强的表面张力,可以有效防止熔化后石蜡从载体中流失.借助相变蓄热式换热器测试了储能材料在工业余热回收中的应用效果,发现换热器出口水流温度在一定时间内可以近似保持恒定温度.     

相变蓄热材料微胶囊制备工艺的正交试验分析

以常低温相变蓄热材料作为芯材,脲醛树脂作为壳材,通过原位聚合法合成了常低温相变蓄热材料微胶囊。采用正交试验优化,确定了微胶囊的最佳制备工艺。利用SEM分析了乳化剂的种类对微胶囊微观形貌的影响,并结合FTTR和DSC等测试仪器考察了通过最佳制备工艺得到的微胶囊化学结构及热性能。实验结果表明:在乳化转速为3000r/min下使用由吐温60和司盘60组成的混合型乳化剂,用量为芯材质量5%,所制备的微胶囊具有良好的热稳定性、球体表面光滑、粒径均一。在吸热过程中,相变温度为30.10℃,相变潜热为63.85J/g。     

硬脂酸丁酯/多孔石墨定形相变材料的实验研究

本文利用多孔石墨的毛细管作用吸附硬脂酸丁酯制成了一种定形相变材料,利用DSC研究了硬脂酸丁酯质量含量不同的定形相变材料的相变温度、相变潜热和热稳定性,得出硬脂酸丁酯含量的临界值。研究结果表明:硬脂酸丁酯和纳米多孔石墨形成的定形相变材料相变温度合适、相变潜热较大、热稳定性好,是适合于在建筑墙体中使用的相变材料。     

三元硝酸盐/陶瓷基相变材料的制备及热物性研究

为提高硝酸盐相变材料导热性能和研究三元硝酸盐的共晶特性,采用饱和溶液法配制了不同质量配比的KNO_3、LiNO_3和Ca(NO_3)_2·4H_2O样品,测试了其熔点和相变潜热,并采用直接浸泡法制备了KNO_3-LiNO_3-Ca(NO_3)_2/陶瓷基相变材料,测试其相变温度、相变潜热及导热系数等热物性参数。实验筛选出相变温度较高,潜热较大的三元硝酸盐KNO_3-LiNO_3-Ca(NO_3)_2·4H_2O为60∶30∶10配比,其相变温度为116.8℃,相变潜热为46.7 J/g。实验结果表明:所测三元硝酸盐/陶瓷基相变材料和三元硝酸盐的相变温度基本一致,单位相变潜热是三元硝酸盐试样的35.43%;三元硝酸盐/陶瓷基相变材料的导热系数在常温下相较三元硝酸盐提高了9.27倍,且随温度的升高呈下降趋势;三元硝酸盐/陶瓷基相变材料的分解温度为620℃,较纯三元硝酸盐提高了20℃,增强了其高温稳定性。     

纳米Fe2O3/硬脂酸/十八醇纳米复合相变蓄热材料的性能研究

针对有机相变材料热导率低的问题,将高热导率的纳米Fe₂O₃添加到硬脂酸/十八醇二元有机复合蓄热相变材料中,制备纳米复合蓄热相变材料。从分散剂的种类、分散剂与纳米材料的添加量以及超声时间4个方面研究其对纳米复合相变蓄热材料的稳定性及热物性的影响。结果表明,阴离子表面活性剂的分散效果优于阳离子和非离子表面活性剂。复合相变材料中添加质量分数为0.8%,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和质量分数为0.4%Fe₂O₃的体系,超声时间为80 min时,纳米Fe₂O₃在相变材料中的分散效果最好。添加纳米Fe₂O₃后复合蓄热相变材料的相变潜热及相变温度有所下降,热导率提高34.9%。300次热循环复合相变材料的相变温度波动区间不超过0.41℃,相变潜热波动区间不超过4.0%,热稳定性良好。     

相变储能微囊的制备及性能研究

通过复相凝聚法制备了价格低、性能高的相变储能微囊;微囊的壁材为明胶、阿拉伯胶复凝聚产物,芯材为十二醇。对不同干燥方式得到的微囊的储热性能和形貌进行比较,烘箱干燥和喷雾干燥所得微囊的储热密度分别为122.18J/g、100.15J/g,微囊的芯材包覆效率分别为56.7%(wt)、46.5%(wt);其中喷雾干燥得到的微囊成球性较好,得到近球形微囊,适于应用推广。     

Review on the low melting point alloys for thermal energy storage and heat transfer applications

低熔点合金具有导热系数高,储能密度大,使用温度范围广,性能稳定等特点,是一种潜在的宽温域传热工质和中低温相变储热材料.结合低熔点合金的相变温度,相变潜热,热导率及相变稳定性等热物理性能,综述了低熔点合金相变储热材料的研究进展;介绍了液态低熔点合金传热材料的蒸汽压,表面张力,黏度及比热容等性能,以及低熔点合金在高温下与容器材料的相容性;对低熔点合金传热储热材料的下一步研究进行了展望.     

用于太阳能地板辐射采暖的相变储能复合材料

以软脂酸和肉豆蔻酸为原料制备出二元相变储能复合材料,利用差示扫描量热法研究软脂酸、肉豆蔻酸及二元相变储能复合材料的热性能;用高低温(交变湿热)实验箱对二元相变储能复合材料进行热稳定性研究。结果表明:制备的软脂酸/肉豆蔻酸二元相变储能材料相变潜热为186.6 J/g,熔点为50.6℃,凝固点为43.8℃,该材料适于作为太阳能地板辐射采暖系统的储能材料。经过410次反复加热和冷却实验后,其熔点和相变潜热变化不大,具有较好的热稳定性,腐蚀实验表明其对金属的腐蚀性小。     

应用于太阳能热发电站的高岭土基相变储热材料的制备

由于高岭土具有优异的吸附性和包覆性,文章以高岭土为载体,硬脂酸钠为相变材料,制备出一种新型的高岭土/硬脂酸钠相变储热材料,并利用XRD,SEM,FTIR和DSC现代测试技术对该相变储热材料的结构和各项性能进行研究。分析结果表明:高岭土和硬脂酸钠之间存在吸附关系,二者未发生化学反应;高岭土基相变储热材料的熔融、冷凝温度分别为252.86,256.91℃,熔融、冷凝相变潜热值分别为109.25,109.01 J/g;经500次热循环后,高岭土基相变储热材料的储热性能没有明显降低,高岭土与硬脂酸钠之间的结合方式也没有发生变化。