纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料的制备及其热性能

针对芒硝相变材料因过冷度大、相分层严重导致相变潜热存储循环寿命缩短的问题,以Na₂SO₄·10H₂ONa₂CO₃·10H₂O-NaCl相变材料体系为基体、改进的Hummers法结合冷冻干燥和球磨工艺改性制备的亲水性纳米氧化石墨烯（Nano-GO）为添加剂,制得纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料（GO-MCPCMs）。结果表明：氧化处理过的纳米氧化石墨烯中O/C比例增加了65.75%,结构缺陷水平由0.224增至1.088,无团聚现象;纳米氧化石墨烯/芒硝基复合相变材料的结晶相变温度增至约23℃、过冷度减小至0℃、相分层消除,该复合相变体系中Na₂SO₄结晶体全部结晶为晶粒长度尺寸近于2 cm的Na₂SO₄·10H₂O;500次固-液循环前后含氧化石墨烯质量分数为0.075%的GO-MCPCMs结晶潜热值分别为156.7 J/g和149.9 J/g,...     

四元相变材料的制备及改性研究

为探究与制备更加适用于太阳能储能应用的四元相变材料,以Na₂HPO₄·12H₂O为主储热剂,Na₂SO₄·10H₂O,Na₂CO₃·10H₂O,Na₂S₂O₃·5H₂O与CH₃COONa·3H₂O为辅储热剂,在四种辅储热剂中任取三种与主储热剂按照设计的配比进行混合,制备四元相变储能材料,并选取纳米TiO₂,ZnO,Al₂O₃以及Na₂SiO₃和Na₂B₄O₇·10H₂O作为成核剂分别对其进行改性,通过步冷曲线、DSC、SEM、IR、XRD对样品进行数据分析。结果表明,Na₂HPO₄·12H₂O/Na₂CO₃·10H₂O/Na₂SO₄·10H₂O/Na₂S₂O₃·5H₂O为四元PCMs的最佳组合,其最佳配比(质量分数)分别为60%、10%、20%、10%(60/10/20/10)。在多种成核剂中掺加氧化锌的效果最好,当掺量10%(质量分数)时,四元PCMs的过冷度由3.0 ℃降低到0.2 ℃,相变焓由95.11 J/g升至472.39 J/g,相变温度区间从15.44~39.90 ℃改变至50.79~129.64 ℃,且无相分离。     

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。     

Na2S2O3·5H2O复合材料的制备及循环稳定性能

为了解决Na₂S₂O₃·5H₂O存在的过冷度过大导致不结晶的问题,提高复合相变材料的循环稳定性并抑制相分离现象,以CaSO₄和1-萘酚（C₁₀H₈O）为成核剂;聚丙烯酸钠（PAAS）和羧甲基纤维素钠（CMC）为增稠剂进行改良,通过步冷曲线和差示扫描量热法（DSC）对复合相变材料进行了研究。实验结果表明：加入质量分数为1%和5%的CaSO₄、0.5%和3%的C₁₀H₈O对Na₂S₂O₃·5H₂O有较好的成核作用。萘酚体系在加入增稠剂后降温冷却时不出现结晶现象。对于CaSO₄体系,增稠剂PAAS效果优于CMC,Na₂S₂O₃·5H₂O+1%CaSO₄+2%PAAS复合材料相变温度47.7℃,相变潜热为200.4J/g;Na₂S₂O₃·5H₂O+5%CaSO₄+2%PAAS复合材料相变温度48.2℃,相变潜热为213.4J/g;经过100次高低温循环后,1%CaSO₄的复合材料相变温度47.6℃,相变潜热为192.4J/g,相较循环前相变潜热降低了3.99%。5%CaSO₄的复合材料相变温度47.8℃,相变潜热211.2J/g,相比循环前下降1.03%。5% CaSO₄体系较优于1% CaSO₄体系,循环前后潜热值、相变温度变化不大,循环稳定性良好。     

澄清剂对废液晶玻璃熔制耐热玻璃的影响

基于废液晶玻璃原料设计了一种新型耐热硼硅玻璃，针对所制耐热玻璃澄清困难，导致玻璃气泡含量多的问题，借助玻璃配合料高温视像研究方法，研究了CeO₂、NaCl、Na₂SO₄、SnO₂四种澄清剂对耐热玻璃澄清质量的影响。实验通过高温视像系统对玻璃液澄清过程进行观测，结果表明：在1 600℃熔化温度下，NaCl和Na₂SO₄作为单一澄清剂的添加量分别为0.50%(质量分数)、0.20%(质量分数)时，达到最佳澄清效果；CeO₂、SnO₂分别与NaNO₃复合作为复合澄清剂的添加量为0.40%(质量分数)CeO₂+2.60%(质量分数)NaNO₃、0.40%(质量分数)SnO₂+2.40%(质量分数)NaNO₃时，达到最佳澄清效果；玻璃熔体泡沫开始回落时间分别为22、10、20、28 min;开始回落温度分别为1 1...     

日光温室用无机复合相变材料的制备及应用研究

为改善日光温室热环境,采用步冷曲线法和差示扫描量热法等实验方法研究制备了一种Na₂SO₄·10H₂O-Na₂HPO₄·12H₂O基复合相变材料,并将其改性后应用在温室模型中进行效果实验。实验结果表明：改性后此材料的最佳配比（质量分数）为21.37%Na₂SO₄·10H₂O+64.10%Na₂HPO₄·12H₂O+4.27%KCl+4.27%H₂O+4.27%Na₂SiO₃·9H₂O+0.86%石墨粉+0.86%羧甲基纤维素钠（CMC）,其过冷度降至0.6 ℃、相变温度为25.1 ℃、相变潜热为143.7 J/g,经过200次冷热循环实验,相变材料仍能保持较好的相变性能;将其应用在温室模型中对比发现,该相变材料可减小温室内温度波动,晴天条件下相变材料可使室内最高温度降低1.6~3.1 ℃,使室内最低温度提高1.7~2.7 ℃,使土壤温度提高0.3~1.4 ℃,且连续晴天条件下相变材料的控温效果更加明显。     

Na2SO4·10H2O@SiO2微胶囊的制备及相变过程研究

以水玻璃为硅源,采用化学沉淀-微波加热法制备了Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂相变微胶囊。利用FT-IR、XRD、SEM、TEM、DSC对Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂相变微胶囊进行了分析与表征,同时考察了乳化剂配比、芯壁比、微波加热功率、酸浓度对相变微胶囊形貌和热性能的影响。结果表明,十水合硫酸钠与二氧化硅之间仅存在物理相互作用,制备的微胶囊具有球状核壳结构;当微胶囊的芯壁比为1∶0.5、微波加热功率为260 W、酸浓度为4 mol/L时,制得的相变微胶囊潜热值最大。因芯材和壁材廉价易得、无毒害,该相变微胶囊有望应用于建筑节能领域。     

温室用Na2SO4·10H2O-Na2HPO4·12H2O复合定形相变材料制备及性能

十水硫酸钠因过冷度、相分离、相变温度过高和液相泄漏等问题,限制了其在日光温室中的应用,所以需要对其进行改性研究。本文通过添加十二水磷酸氢二钠改善过冷度、氯化钾降低相变温度以及树脂作基体解决相分离和液相泄漏,制备出了Na₂SO₄·10H₂O+80% Na₂HPO₄·12H₂O+6% KCl+6%树脂（质量分数,余同）的复合定形相变材料,并进行了升降温、差示扫描量热仪（DSC）和循环稳定性的测试。结果表明：添加80%十二水磷酸氢二钠,其过冷度和相变潜热分别为1.35℃和268.7J/g;再添加6% KCl可以使相变温度达到温室所需温度23.89℃,且潜热为183.25J/g;最后加入6%树脂可以抑制相变材料的相分离和液相泄漏等问题,其凝固温度为11.56℃,熔化温度为22.61℃,过冷度为1.41℃,相变潜热为143.6J/g。复合定形相变材料在加热到50℃时,没有液相泄漏产生;经过100次循环,其潜热降为127.8J/g,比循环1次衰减了11.2%。得到的复合定形相变材料具有潜热值较大、相变温度合适、热稳定性较好等优点,适合应用于日光温室领域。     

澄清剂对超白浮法玻璃可见光透过率的影响

探究高温分解型澄清剂Na₂SO₄+C(炭粉)和氧化还原型澄清剂CeO₂+NaNO₃对超白浮法平板玻璃可见光透过率的影响。结果表明,随着Na₂SO₄和C量的增加,超白玻璃的可见光透过率随之增加,从91.30%提升至91.87%。而氧化还原型澄清剂中的CeO₂质量分数小于0.07%时,超白玻璃的可见光透过率并没有实质性增加;CeO₂质量分数超过0.07%时,增长趋势明显。相对于高温分解型澄清剂Na₂SO₄+C,氧化还原型澄清剂CeO₂+NaNO₃具有更显著的氧化性,有助于Fe²⁺/Fe_总减少,但是Ce⁴⁺的自身着色和紫外截止效应影响了可见光透过率,建议使用量的质量分数不超过0.07%。     

燃煤锅炉烟气中Na2SO4生成的化学动力学研究

准东煤燃烧过程中Na₂SO₄的形成会造成锅炉受热面沾污、尾部SCR催化剂失活等问题。烟气中Na₂SO₄形成及转化规律的研究对于预测和控制燃煤烟气中Na₂SO₄的形成有重要意义。发展了烟气中Na/Cl/S/O/H化学动力学模型,研究了烟气中Na₂SO₄的生成过程及转化机理,考察了含氧量、温度、SO₂浓度、H₂O浓度等因素对Na₂SO₄生成的影响。动力学计算结果表明,模型预测结果与实验数据吻合较好,验证了模型的准确性。烟气中的高氧气含量有利于Na₂SO₄的生成。高温加快化学反应的同时,抑制了Na₂SO₄的生成。SO₂和H₂O的影响效果受温度影响较大。反应路径分析表明,Na₂SO₄的生成路径有两个：一是依赖于SO₂直接氧化（NaCl→NaSO₃Cl→NaHSO₄→Na₂SO₄）,二是依赖于SO₂间接氧化（NaCl→NaO₂→NaSO₄→NaHSO₄→Na₂SO₄）。敏感性分析结果表明,Na₂SO₄的生成主要对系统中生成或消耗自由基的反应更为敏感。     

硫酸钠/氧化硅复合定形相变材料的溶胶凝胶法制备和表征简

A sodium sulfate （NaeSO4）/silica （SiO2） composite was prepared as a shape-stabilized solid-liquid phase change material by a sol-gel procedure using Na2SiO3 as the silica source. Na2SO4 in the composite acts as a latent heat storage substance for solid-liquid phase change, while SiO2 acts as a support material to provide structural strength and prevent leakage of melted NazSO4. The microstructure and composition of the prepared composite were characterized by the N2 adsorption, transmission electron microscope （TEM）, scanning electron microscope （SEM）, Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR） and X-ray diffraction. The results show that the prepared Na2SOJSiO2 composite is a nanostructured hybrid of NazSO4 and SiO2 without new substances produced during the phase change. The macroscopic shape of the NazSO4/SiO2 composite after the melting and freezing cycles does not change and there is no leakage of Na2SO4. Determined by differential scanning calorimeter （DSC） analysis, the values of phase change latent heat of melting and freezing of the prepared NazSO4/SiO2 （50%, by mass） composite are 82.3 kJ.kg i and 83.7 kJ.kg-1, and temperatures of melting and freezing are 886.0 ℃ and 880.6 ℃, respectively. Furthermore, the Na2SOJSiO2 composite maintains good thermal energy storage and release ability even after 100 cycles of melting and freezing. The satisfactory thermal storage performance renders this composite a versatile tool for high-temperature thermal energy storage.     

利用黄磷渣改性制备云贵川地区水稻专用肥

黄磷渣是电炉法生产黄磷产生的副产物,年排放量达到数百万吨,主要成分为氧化钙和二氧化硅。针对黄磷渣堆存量大、利用价值低等问题,通过在源头添加作物所需的营养元素助剂,在保证黄磷生产磷高效逸出的同时,实现炉渣中硅、钙的协同活化,进一步生产水稻专用肥,实现黄磷渣的高值化利用。改性黄磷渣的元素分析、X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)表征结果表明：添加作物所需营养元素助剂的黄磷在1 450℃熔融60 min,磷逸出率达到95.56%,黄磷渣中有效二氧化硅质量分数为36.45%、有效氧化钙质量分数为47.46%,渣系呈良好的玻璃相结构,有利于释放活性营养元素,且源头添加的微量元素助剂保留在渣相中。根据云贵川水稻营养需肥规律及大中微量元素的协同增效配伍作用,以改性黄磷渣为主要中量元素原料,设计了水稻专用肥16N-10P₂O₅-14K₂O+7SiO₂+10CaO+0.45Zn产品。水稻专用肥元素分析结果表明：氮有效性为99%、五氧化二磷有效性为98.81%、氧化钾有效性为99.15%、二氧化硅有效性为93.88...     

硫酸铵法硝酸磷肥生产高品质硫酸钙工艺研究

研究了昆阳磷矿的硝酸酸解液与硫酸铵反应制备硫酸钙的工艺条件,分别研究了硫酸铵用量、硫酸铵质量分数、温度、加料时间、反应时间对晶体大小和共晶磷含量的影响。确定了结晶过程适宜的工艺条件：硫酸铵用量为理论用量的110%、硫酸铵质量分数为30%、反应温度为90 ℃、加料时间为20 min、反应时间为2 h。在此工艺条件下得到磷质量分数为0.179%、氟质量分数为0.06%的半水和二水混合晶型的硫酸钙结晶,该硫酸钙具有晶体粗大整齐、过滤强度高的优点。     

Na2SO4掺杂含MgO铝酸钙熟料的结构表征及浸出性能

使用分析纯MgO、CaCO₃、SiO₂、Al₂O₃与Na₂SO₄在1350℃保温1 h合成了掺杂Na₂SO₄的含MgO铝酸钙熟料,在Na₂CO₃溶液体系下研究了其氧化铝浸出性能,通过XRD等分析手段对其晶体结构和自粉化性能进行了研究。结果表明,Na₂SO₄可以显著提升铝酸钙熟料的浸出性能,Na₂SO₄掺杂量由0%提高到4%,熟料的氧化铝浸出率由61.89%提高到92.01%,继续添加Na₂SO₄,浸出性能趋于稳定。由XRD结果可知,Na₂SO₄促使20CaO·13Al₂O₃·3MgO·3SiO₂（Q相）发生分解并使其转变为12CaO·7Al₂O₃（C₁₂A₇）。Na⁺进入C₁₂A₇晶格引起晶格畸变,从而提高C₁₂A₇的氧化铝浸出性能。Na₂SO₄的加入降低了熟料的自粉化性能,Na₂SO₄掺杂量由0%提高到6%,熟料的自粉率由97.46%下降到85.34%,当Na₂SO₄掺杂量达到10%后,熟料自粉率仅为36.3%。