二元有机/煤系高岭土复合相变储能材料的制备及其热性能

采用熔融插层技术,以二甲基亚砜(DMSO)改性的煤系高岭土为前驱体,将月桂酸(LA)和月桂醇(LAL)作为相变材料插入高岭土(Kaolin)层间,制备二元有机/煤系高岭土复合相变储能材料。采用XRD、FTIR、DSC等现代测试技术对复合材料的热性能与内层结构进行了研究。结果表明LA-LAL/kaolin复合物相变温度为25.1℃,相变焓为45.24J/g;复合相变材料是煤系高岭土和月桂酸/月桂醇二元体系的物理共混物,没有新的键合生成;热稳定性实验表明,煤系高岭土对月桂酸/月桂醇二元低共熔相变材料具有良好的定形效果。     

超声辅助溶胶凝胶法制备硬脂酸/SiO2定形相变储能材料

在超声波的促进作用下, 以正硅酸乙酯为溶胶前驱体、 硬脂酸为相变组分, 经溶胶-凝胶过程制备了硬脂酸/SiO₂复合定形相变储能材料。为了研究硬脂酸/SiO₂复合定形相变储能材料的制备工艺, 考察了不同超声功率对材料制备过程中加强两相传质作用的辅助效果的影响以及不同种类催化剂对材料制备过程中溶胶-凝胶过程的影响, 最后确定出具有良好定形效果下材料的最大硬脂酸质量分数为60%。超声辅助酸碱复合催化法制备硬脂酸/SiO₂材料具有无需添加助溶剂和表面活性剂、 凝胶速度快、 方法简便的优点。对硬脂酸/SiO₂复合定形相变储能材料进行了FTIR结构表征和DSC、 TG热性能及热稳定性测试, 产品的相变焓值达91.46 J/g, 在低于175℃具有良好的热稳定性。      

二元脂肪酸/SiO2复合相变储能材料的制备与表征

针对适用于建筑领域的相变储能材料,选用癸酸(CA)分别与月桂酸(LA)、肉豆蔻酸(MA)和棕榈酸(PA)复合制备了二元低共熔脂肪酸作为储能材料。通过施罗德公式计算得到二元低共熔脂肪酸的混合比例和理论相变温度。基于CA-MA优异的性能,采用溶胶-凝胶法制备CA-MA/SiO2定形相变储能材料。采用FT-IR、SEM、DSC、TG对CA-MA/SiO2的结构、形貌、热性能和热稳定性进行了分析。结果表明,制备的3种二元低共熔脂肪酸适合于建筑领域。CA-MA较好地被固定在SiO2多孔网络中,储能材料和SiO2之间仅为物理结合,没有新物质的生成。定形相变储能材料的相变温度为20.96℃,相变焓为70.17J/g,相变温度适中,相变焓高,热稳定性好。     

月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料的制备与性能

以月桂酸为相变材料,二氧化硅为基体,采用溶胶-凝胶法将相变材料嵌入到SiO2网络空间内,制备出月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料。采用IR,SEM及DSC对复合相变储能材料进行了结构、形貌以及热性能表征。结果表明:含相变材料69.1%质量分数的复合材料相变温度为43.1℃,相变潜热高达104.64J/g,相变材料均匀地嵌入到SiO2网络空间内,发生相变时不泄露。同时二氧化硅作为基体材料形成空间传热网格,较大提高了相变材料的导热性能。     

癸酸-月桂酸/膨胀石墨相变储能材料的制备及性能研究

以癸酸-月桂酸低共熔物为相变材料,多孔石墨为基体,利用多孔石墨的吸附特性,制备出癸酸-月桂酸/膨胀石墨定形相变储能材料。采用DSC、ESEM、融化凝固过程分析对定形相变储能材料进行了结构和热性能研究。结果表明,癸酸-月桂酸被有效地包封在多孔石墨孔内,并且在定形相变材料中占80.47%(质量比);定形相变材料的相变温度为19.50℃,相变焓为93.18J/g;与癸酸-月桂酸相比,定形相变材料的导热性能有一定程度的提高。     

Synthesis of stearic acid/Si02 hybrid phase change materials by ultrasound assisted

在超声波的促进作用下,以正硅酸乙酯为溶胶前驱体、硬脂酸为相变组分,经溶胶一凝胶过程制备了硬脂酸／SiO2复合定形相变储能材料。为了研究硬脂酸／SiO2复合定形相变储能材料的制备工艺,考察了不同超声功率对材料制备过程中加强两相传质作用的辅助效果的影响以及不同种类催化剂对材料制备过程中溶胶一凝胶过程的影响,最后确定出具有良好定形效果下材料的最大硬脂酸质量分数为60％。超声辅助酸碱复合催化法制备硬脂酸／SiO2材料具有无需添加助溶剂和表面活性剂、凝胶速度快、方法简便的优点。对硬脂酸／SiO2复合定形相变储能材料进行了FTIR结构表征和DSC、TG热性能及热稳定性测试,产品的相变焓值达91．46J／g,在低于175℃具有良好的热稳定性。     

二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能

采用真空浸渗法制备了癸酸-月桂酸（CA-LA）/硅藻土助滤剂定形相变储热复合材料,对样品进行扩散-渗出圈测试、FTIR、SEM、BET、DSC和TG等表征分析,研究了硅藻土助滤剂对CA-LA二元低共熔脂肪酸的定形性能和吸附容量及CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的热物性、热稳定性和蓄放热性能。结果表明：无渗出圈产生的CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料中,硅藻土助滤剂对CA-LA的吸附量约为49.88wt%,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的相变温度和相变潜热分别为21.8℃和75.45 J/g;TG和热循环试验结果表明,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料具有良好的热稳定性,经历100次热循环后相变温度和相变潜热的变化量较小;蓄放热性能测试结果证明CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料能够进行蓄热和释热,起到明显的调节和控制环境温度的作用,可应用在建筑节能和储热领域。     

棕榈酸-十六醇/二氧化硅相变储能材料的低热固相合成与表征

以棕榈酸-十六醇(PA-HD)低共熔物为相变材料,硅酸钠为硅源,通过低热固相化学合成方法制备出棕榈酸-十六醇/二氧化硅相变储能材料(PA-HD/SiO2)。利用FT-IR,ESEM,DSC,融化-凝固曲线测试对材料的结构、形貌和性能进行表征。结果表明:当相变材料与硅酸钠质量比为2∶1时可实现相变材料的有效包覆,PA-HD/SiO2相变焓值和相变温度分别为102.35J·g-1和53.69℃,该定形复合相变材料具有良好的传热性能,因为包覆作用,使得相变材料的相变温度有所升高。     

粉煤灰-硅藻土复合相变储能材料制备及导热强化

固废资源化利用是实现节能减排的重要途径,以月桂酸为相变工作介质,以粉煤灰-硅藻土二元载体为封装材料,碳纳米管为导热剂,采用直接熔融共混法制备出月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管复合相变储能材料。采用热扩散渗透测试、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、无纸记录仪等分别考察了定形复合相变储能材料的承载性能、微观结构和热物性。结果表明:粉煤灰-硅藻土二元载体可有效防止月桂酸的泄漏,当二元载体中月桂酸的质量分数为28%时可制得无泄漏复合相变储能材料,且原样粉煤灰利用率为55%;FTIR结果表明复合材料中各组分之间相容性好;DSC测得其熔化相变温度为45.79℃,相变潜热为51.06 J/g;TGA分析显示月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管热稳定性较好;储/放热性能曲线显示加入质量分数为5%的碳纳米管时,复合相变储能材料的熔化与凝固时间分别减少60%和62.5%,传热效率得到显著改善。     

LA-MA/聚甲基丙烯酸甲酯复合相变蓄热材料的制备与性能

以月桂酸和肉豆蔻酸的最低共熔物和甲基丙烯酸甲酯为基本原料,以偶氮二异丁腈作引发剂,采用本体聚合法制备了一种复合定形相变蓄热材料。SEM和POM测试结果表明脂肪酸在基体中分散均匀,聚甲基丙烯酸甲酯对脂肪酸具有包覆固定作用,复合材料在相变蓄热过程中无液体泄露。采用DSC、FT-IR、TG等测试技术对复合相变材料的热性能、结构特征及热稳定性等进行表征,结果表明脂肪酸与聚甲基丙烯酸甲酯的复合方式为物理共混,脂肪酸含量不同的各定形相变材料均保持了脂肪酸的相变蓄热性能,且具有良好的热稳定性。脂肪酸在复合相变材料中的理想质量分数为70%,此时复合材料的相变潜热为113.2kJ/kg。该类复合相变蓄热材料克服了脂肪酸在相变过程中的熔化泄露问题,制备成本较低,工艺简单,在建筑太阳能利用等领域具有潜在的应用价值。     

Synthesis of shape-stabilized paraffin/silicon dioxide composites as phase change material for thermal energy storage

The shape-stabilized paraffin/silicon dioxide (SiO₂) composite phase change materials (PCM) were prepared by using sol–gel methods. Paraffin was used as the PCM, and silicon dioxide was acted as the supporting material. Fourier transformation infrared spectroscope (FT-IR) and scanning electronic microscope were used to determine the FT-IR spectra and microstructure of shape-stabilized paraffin/silicon dioxide composite PCM, respectively. The thermal properties and thermal stability were investigated by a differential scanning calorimeter and a thermogravimetric analysis, respectively. The SEM analysis showed that the paraffin was well dispersed into the porous network of silicon dioxide. DSC analysis indicated that the mass content of paraffin in silicon dioxide was up to 92.1%, and paraffin/silicon dioxide composites had solidifying temperature of 57.07 °C, solidifying latent heat of 59.66 kJ/kg, melting temperature of 58.10 °C, and melting latent heat of 139.59 kJ/kg.     

复合相变储冷材料的制备及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,多层石墨烯、TiO2/石墨烯(m(TiO2):m(石墨烯)=25∶75)和TiO2颗粒作为导热添加剂,加入到二元复合有机储冷材料中(m(壬酸):m(葵醇)=60:40),制备了复合相变储冷材料。通过吸光度、DSC和热导率测试等手段,对复合相变储冷材料的稳定性、相变温度、相变潜热及热导率进行了评价分析。结果表明,分散剂和导热添加剂的加入,对储冷材料的相变温度和相变潜热影响不大,但对热导率影响较大。当分散剂SDBS浓度为0.2 g/L,导热添加剂(分别为TiO2/石墨烯和TiO2颗粒)浓度为0.5 g/L时,复合相变储冷材料具有较好的稳定性,其热导率分别为为0.2211和0.2096 W/(m·K),相比没有加入任何导热添加剂的储冷材料的热导率(0.1738 W/(m·K)),分别提高了27.22%和20.61%;当分散剂SDBS浓度为0.3 g/L,导热添加剂多层石墨烯浓度为0.3 g/L时,复合相变储冷材料处于稳定状态,其热导率为0.2268 W/(m·K),相比0.1738 W/(m·K),提高了30.49%。由此可知,多层石墨烯可以更有效地增加复合相变储冷材料的热导率,这主要是由于石墨烯具有非常高的比表面积,有利于复合材料更加均匀地分散以及形成更加完善的网格结构,从而有效增加复合相变储冷材料的稳定性及热导率。选用多层石墨烯为导热添加剂(0.3 g/L),SDBS为分散剂(0.3 g/L),可以制备出体系最稳定、热导率最高的复合相变储冷材料。     

硬脂酸/SiO2纳米微胶囊复合相变材料的制备及储热性能的研究

采用分步合成法将硬脂酸填充到SiO2空球内,制备硬脂酸/SiO微胶囊复合相变材料,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热法(DSC)等分析测试手段对复合材料的结构和储热性能进行了表征.结果表明,该纳米微胶囊复合相变材料具有直径约220nm的规则形貌和良好的储热性能.此外,热的传导和抑制过冷...     

月桂酸-硬脂酸/SiO2复合相变材料的实验研究

相变蓄热技术能够收集太阳能等低品位热源形成稳定的“能量池”,为建筑保温蓄热或末端能量利用提供稳定的热源。本文选取月桂酸和硬脂酸作为基本有机相变材料,采用步冷曲线法测量并绘制了两种材料的二元平衡相图,得到二者最小共熔点混合质量比例是月桂酸为70%,硬脂酸为30%,此时混酸的相变温度为31.2℃,相变潜热为264.3 kJ/kg;为增强相变材料的热稳定性和导热性能,预防或缓解在熔解-凝固热循环中出现的蠕流分层现象,以质量比为70%月桂酸和30%硬脂酸形成的混酸为基本材料,添加具有三维网络结构的SiO2硅溶胶进行复合材料的调制和测试,结果表明,当SiO2在复合材料中所占质量比例为35%时,混酸完全被四面体状的SiO2所包覆固定,形成稳固的相变主体。多次循环实验显示,复合相变材料的相变温度为30.8℃,相变潜热值为104.1 kJ/kg,虽然相变潜热值有所降低,但热稳定性大大增强。     

聚乙二醇/埃洛石复合相变材料的制备及其性能研究

以聚乙二醇为相变材料、埃洛石为基体材料,采用无水乙醇夹带的方法制备出了聚乙二醇/埃洛石复合相变材料.借助于SEM、FT-IR和TG-DSC等手段对复合相变材料的形貌特征、吸附效果、复合机理及热性能进行了研究.结果表明:复合相变材料中聚乙二醇的适宜含量为65％(质量分数,下同),复合相变材料的相变温度为58.7℃、相变焓...     

室温相变蓄热复合材料的制备及研究

选用十酸和十二酸2种脂肪酸作为相变材料,采用溶胶一凝胶法制备脂肪酸/SiO_2相变蓄热复合材料.分别采用差示扫描量热仪(DSC)、红外光谱仪(IR)和扫描电镜(SEM)对所制备的复合材料的相变温度、相变焓和微观结构进行了测试和表征.DSC测试结果表明,该复合材料的相变温度在室内舒适温度范围具有较高的相变潜热、相变焓和相变温度;IR分析表明,脂肪酸与SiO_2之间是简单的嵌合关系;SEM表明,复合材料表面具有多孔结构,改善了相变可逆性.     

有机/无机纳米复合相变储能材料的制备

利用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）嵌入到具有层状结构的膨润土层间,使膨润土层间得到改必,通过交换反应,使三羟甲基丙烷和新戊二醇嵌入膨润土层间而制得有机／无机纳米复合相变储能材料,利用X射线衍射（XRD）和差示扫描量热法（DSC）对制得有机／无机纳米复合相变储能材料进行了表征。     

基于FTIR和RBF网络的二元脂肪酸/SiO2相变储湿复合材料热湿性能优选预测

采用溶胶-凝胶法制备二元脂肪酸（BFA）/SiO₂相变储湿复合材料,既具有相变调温性能,又具有储湿调湿性能,还能满足无机材料的相容性。研究溶液pH值、超声波功率、去离子水用量、无水酒精用量及BFA用量对BFA/SiO₂相变储湿复合材料结构的影响规律,通过FTIR分析BFA/SiO₂相变储湿复合材料的嵌合机制。通过RBF网络,研究BFA/SiO₂相变储湿复合材料的结构参数与热湿性能优选预测模型。结果表明：BFA/SiO₂相变储湿复合材料中BFA与SiO₂仅仅是物理嵌合。最优热湿性能的BFA/SiO₂相变储湿复合材料制备工艺参数：pH值为3.64、超声波功率为120 W、去离子水用量为1.45 mol、无水乙醇用量为0.78 mol和BFA用量为0.079 mol。预测结果：30%相对湿度（RH）~90% RH湿容量为0.1676 g/g、相变焓为41.89 J/g。测试结果：30% RH~90% RH湿容量为0.1653 g/g、相变焓为41.22 J/g。     

基于热湿综合性能的棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料制备方案的响应面法优化

采用溶胶-凝胶法制备棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料。利用响应面法研究了无水乙醇用量、去离子水用量以及棕榈醇-棕榈酸-月桂酸用量对棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料热湿综合性能的影响,并对棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料的制备工艺参数进行了优化。结果表明,各因素对性能影响的主次顺序为:无水乙醇用量棕榈醇-棕榈酸-月桂酸用量去离子水用量;在本研究的各参数范围内,优化方案是无水乙醇用量(与正硅酸乙酯的物质的量比)为9.11、去离子水用量为5.21、棕榈醇-棕榈酸-月桂酸用量为0.52。优化棕榈醇-棕榈酸-月桂酸/SiO_2复合材料具有良好的热湿综合性能,即相对湿度50%时,平均平衡含湿量为0.102 0g/g,相变温度为26.81~28.52℃,相变焓为95.69J/g,属于微米级有机相变芯材/无机基体复合材料。