石膏基相变储能材料的制备及性能研究

以改性膨润土为载体,以月桂酸和癸酸的二元混合酸为相变材料制备稳定的复合相变材料,再与石膏复合制备了石膏基相变储能材料,并研究其蓄放热性能、强度和相变稳定性。结果表明,与改性膨润土复合前后,相变材料的相变温度保持不变,都处于22.0~30.1℃范围内;掺入40%(质量分数)复合相变材料的石膏基相变储能材料试体在蓄热和放热过程中的调温幅度分别可达7.4℃和12.4℃;其抗压强度为3.0MPa,且经过20次冷热循环后相变稳定性良好,基本能满足建筑材料的使用要求。     

相变储湿纤维/石膏复合材料的制备及综合性能

以抹灰石膏作为基体材料,将相变储湿纤维掺入抹灰石膏中,制备相变储湿纤维/石膏复合材料,对其基本性能、储湿调湿性能、相变调温性能和耐久性能进行测试与分析。利用FTIR和SEM研究相变储湿纤维/石膏复合材料的结构组成和微观形貌。结果表明：当相变储湿纤维掺量为40.0wt%时,相变储湿纤维/石膏复合材料具有最佳性能和良好耐久性能,其标准扩散度用水量为0.70、初凝时间为40 min、终凝时间为55 min、体积密度为1 005.56 kg·m^-3、拉伸连接强度为0.10 MPa、抗压强度为2.55 MPa;在相对湿度40%~65%时的平衡含湿量为0.0395~0.0935 g·g^-1;从35℃至20℃的降温时间为100 s,相变平台明显;经过循环试验,相变储湿纤维/石膏复合材料的吸放湿性能下降小于10%,相变调温性能下降小于5%。     

癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料的制备及性能

以抹灰石膏作为基体材料,将癸酸-棕榈酸-SiO_2相变储湿材料掺入抹灰石膏中,制备癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料,对其基本性能、储湿调湿性能、相变调温性能和耐久性能进行测试与分析。利用FTIR和SEM研究癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料的结构组成和微观形貌。结果表明:当癸酸-棕榈酸-SiO_2相变储湿复合材料掺量为40wt%的癸酸-棕榈酸-SiO_2/石膏相变储湿复合材料具有最佳性能和良好耐久性能。其标准扩散度用水量为0.69、初凝时间为37min、终凝时间为51min、体积密度为916.67kg·m~(-3)、拉伸连接强度为0.08 MPa、抗压强度为1.76 MPa;在相对湿度40%~65%的平衡含湿量为0.0620~0.0849g·g~(-1);从30℃至15℃的降温时间为610s,相变平台明显;经过循环试验,吸放湿性能下降了6.44%~9.45%,相变调温性能仅下降了7.2%。     

生物质多孔相变材料的制备及调温调湿性能研究

以废弃核桃壳为原料,采用磨细、化学-物理耦合活化、微波加热法,制备出生物质多孔材料。采用压汞法、扫描电镜分别测试了生物质多孔材料的孔径分布和孔隙特征。试验表明:制备生物质多孔材料的最佳工艺条件为:微波功率640W,活化时间6min,磷酸质量分数85%。采用真空浸入法,将有机相变材料渗入生物质多孔材料中,试验得出:生物质多孔材料与相变材料质量比为4∶6时,其吸附量可达34.7%。将多孔复合基体为调节剂,以不同比例掺入建筑石膏内。采用DSC对其热储存能力进行测试,采用饱和盐溶液方法对其湿性能进行试验。结果表明:改性剂的加入赋予建筑石膏具有较好的储热储湿能力。     

无机多孔基复合相变材料的热湿性能研究进展

无机多孔基复合相变材料兼具调温调湿性能,能够减少室内温度波动,调节室内湿度平衡,既提高了环境的舒适度,又减少了建筑能耗,是近几年建筑材料领域的研究热点。介绍了相变材料的分类及优缺点,并总结了不同种类相变材料的性能优化措施;简述了常用的无机多孔材料,分析比较了其对相变材料的强化导热效果和定形效果;分析了无机多孔基复合相变材料的热湿综合性能,并讨论了材料的不足之处。最后,提出了优化材料性能的措施以及研究方向,为深入研究调温调湿材料提供帮助。     

石蜡/膨胀珍珠岩定形相变材料的制备、封装及性能

为解决真空浸渍法制备的石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料在相变过程中石蜡泄露等问题,采用白乳胶对石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料进行封装。利用FT-IR测试分析封装后定形相变材料的化学结构,封装后定形复合相变材料无新物质生成,化学相容性良好。采用SEM与压汞法对膨胀珍珠岩与定形复合相变材料的孔隙特征及载体基质对石蜡吸附性进行表征,结果表明膨胀珍珠岩对石蜡吸附性能良好。封装后25与32~#石蜡/膨胀珍珠岩定形相变材料的相变温度基本保持不变,相变焓分别72.13和121.2 J/g。采用热重曲线对封装前后石蜡基定形复合相变材料热物性进行研究,封装后的定形复合相变材料热稳定性提升11.95%。     

车辆乘务舱半物理环境模拟下的调温调湿材料性能分析

车辆乘务舱半物理环境模拟系统,以环境测试舱作为车辆乘务舱的模拟环境,研究石膏基双壳微米相变胶囊复合材料的调温性能和调湿性能。结果表明,石膏基双壳微米相变胶囊复合材料具有显著的吸放湿效果和吸放热效果,其性能随双壳微米相变胶囊掺入量的增加而增强。研究可为调温调湿材料在车辆乘务舱中的实际应用提供一定的理论依据和指导。     

石膏基石蜡相变储能墙板的研究进展

建筑是资源和能源消耗大户,应实施建筑节能来提高能源利用效率.利用相变材料在相变过程中释放和吸收大量相变热可进行能量的存储,因石蜡是安全、无过冷、化学稳定性好、相变潜热较大且价廉的相变材料,将石蜡作为相变材料引入到生产能耗低的石膏墙板制作石膏基石蜡相变储能墙板具有重要意义.介绍了国内外相变储能墙板材料的研究现状,同时综述了石膏基石蜡相变储能墙板中石蜡相变材料的复配和封装、相变墙板的制作工艺及相关性能.     

聚乙烯醇基相变复合材料研究进展

亲水性聚乙烯醇(PVA)具有相对较好的可加工性、安全性及生物可降解性,被广泛用作支撑材料,可将相变材料封装在其三维网状结构中以解决相变组分泄露的问题并使复合材料获得良好的导热性。基于此,综述了分别利用分子间作用力、共价键将PVA基体与相变材料复合的物理共混法及化学接枝法,对比了两种方法用于封装相变材料的优缺点;总结了目前PVA基相变复合材料的类型、成型方法及性能,包括经湿法纺丝、干法纺丝及静电纺丝等方法制备的相变复合纤维,经物理共混法制备的相变复合膜以及经一步法原位复合制备的相变复合多孔材料;分析了复合材料中相变组分及成型工艺等对材料结构及相变蓄热、力学及热稳定性等性能的影响;同时展望了功能化PVA基相变复合材料的研究方向及发展前景。     

基于溶-凝胶制备工艺的SiO_2基复合相变材料研究综述

相变材料可吸收或释放潜热,从而拥有储能调温潜力。溶-凝胶工艺制备的SiO_2基体可为相变材料提供优良的骨架结构,改善相变材料的泄露问题。总结国内外相关文献,介绍了溶-凝胶制备工艺及SiO_2基复合相变材料的形貌。阐述了SiO_2基体与相变材料间的化学相容性、SiO_2基体对相变材料结晶性能的影响以及SiO_2基复合相变材料的热物性、热循环稳定性和储/放热性能。最后对引入碳纤维/碳纳米管和金属/金属氧化物粒子等功能型材料,以增强其导热性能及光热转化能力的两类增强型SiO_2基复合相变材料进行了概述。     

有机复合相变材料光热转换和储热性能的研究进展

有机相变材料具有过冷度低、无析出、性能较稳定以及熔点温度与中低温储热系统的应用温度相匹配等优点,受到了众多研究人员和工业界人士的关注。但有机相变材料导热系数低、光热转换效率差的缺点限制了其在太阳能光热转换中的进一步应用。将金属基、碳基等材料与有机相变材料进行复合是提高其性能的有效途径。本文介绍了常见的有机复合相变材料制备方法,并对其制备流程和优缺点进行了讨论,分析了不同添加剂和制备方法对有机复合相变材料的光热转换效率、导热系数、相变焓乃至形状稳定性的影响,并对其应用前景进行了展望。     

生物质多孔高导热碳基复合相变材料热性能的研究进展

通过现有文献的研究总结了生物质基的制备方法，主要通过物理改性方法制备出生物质基三维多孔碳载体、生物质气凝胶等封装相变材料防止泄露；通过高分子聚合、静电纺丝等化学制备法实现对相变材料的封装。针对复合相变材料导热性能差提出多孔材料吸附、微胶囊化、添加导热材料等方法以提高导热性能。对比了以无机多孔材料为载体和以生物质多孔基为载体的不同复合材料的导热系数，分析两种载体的优缺点。同时指出多元混合相变材料与生物质微胶囊化的研究方向，且目前在生物质基的基础上添加高导热材料的研究相对较少，对此不足之处进行探究，在未来可以制备出性能更佳的复合材料应用于更多领域。     

膨胀石墨基复合相变材料的结构与性能研究

以膨胀石墨(EG)为载体,石蜡为相变材料,利用EG对石蜡良好的吸附性,制备了膨胀石墨基复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、RC-4温度记录仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射分析仪对复合相变材料的结构与性能进行了测试和表征。实验结果表明,复合相变材料是EG和石蜡的物理结合,随着EG含量的增加,复合相变材料的相变潜热和相变温度降低,但分散性提高,稳定性增强,导热性能增加;同时,蓄热时间缩短,效率增加,且蓄热过程中温度对复合相变材料相变时间影响明显;综合分析,要保证复合相变材料结构稳定和性能优良,EG的质量分数应控制在10%左右。     

相变材料的复合及其热性能研究

针对相变材料应用领域中对相变温度和相变焓的具体要求,采用复合的方法重点对相变材料的相变温度进行调节,复合出具有特定相变温度和较高相变焓的相变材料.论述了相变材料的复合原理,研究了4种相变材料的复合及其热性能,通过理论计算与实际测试相比较,筛选出复合物的最佳配比.研究表明:通过相变材料的复合可以调节材料的相变温度至所需要的范围,并具有较高的相变焓,可保持良好吸收或释放能量的能力.     

潜热储能石膏基建筑材料的制备及其储(放)热行为研究

以膨胀石墨为吸附介质,硬脂酸丁酯为吸附对象,可以制得有机/无机复合相变材料,将这种复合材料掺入石膏中制备潜热储能石膏建材.DSC的测试结果显示,复合相变材料的相变焓值与纯硬脂酸丁酯的相变焓值基本相当,体现了良好的热物理性能.考虑到浆体的和易性,复合相变材料在石膏试样中的掺量不宜超过5%.在石膏硬化浆体中,复合相变材料与石膏浆体间的界面具有一定的缺陷,但是对石膏试样的强度影响不大.温度循环试验显示,复合相变材料掺量5%的潜热储能石膏具有良好的储(放)热效果,这种特性将有助于增加环境温度波动的惰性,实现热量在不同时间上的迁移,从而在建筑节能领域中加以应用.     

木质素基有序多孔碳复合相变材料的制备及性能研究

以木质素为原材料和介孔分子筛(SBA-15)为模板制备木质素基有序多孔碳(MC),采用真空浸渍法负载相变材料聚乙二醇(PEG),制备出木质素基有序多孔碳复合相变材料(MC/PEG)。通过SEM、XRD、FT-IR以及DSC等方法对其结构表征及性能测试。结果表明,MC的最大负载量可达75%,其相变焓值为89.7 J·g^-1。在负载量为60%时,MC/PEG复合相变的热导率可达0.5029 W/mK,较纯PEG提升了50.3%。将MC/PEG复合相变材料利用涂层法制备了相变调温棉织物,经过红外热成像分析后可以发现相较棉织物,相变调温棉织物拥有良好的调温性能。     

多孔基复合相变材料的制备与研究进展

相变材料具有储能密度较高、储存温度较低、近似恒温操作和储存空间较小等特点,利用相变材料与合适的多孔基体复合可形成多孔基复合相变材料,从而实现其对环境温度调节和控制的目的。综述了多孔基复合相变材料的制备与研究方面的进展情况,并着重介绍了可用于与多孔基体复合的相变材料种类、多孔基体的选择和多孔基复合相变材料的应用,对于了解和掌握多孔基复合相变材料的制备、研究和应用具有较为重要的参考价值。     

氧化铝基陶瓷复合材料的微观结构与增韧机理

应用相交增韧、相变－晶须复合及相变－颗粒复合等方式对氧化铝陶瓷进行增韧．遇过各材料强韧性的测试、微观结构的分析以及断口形貌的对比,研究了各材料的断裂特点及不同增韧方式的增韧机理与效果,得出材料的强韧性与其断口形貌密切相关;双重增韧材料中,两种增韧方式不是简单的叠加,而是存在相互作用;同时在性能试验后的材料基体内观察到位借的存在．     

纳米石墨粉改善定形相变复合纤维膜的储热和放热速率

采用静电纺丝法制备了负载不同含量纳米石墨粉(NG)的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸(CA-LA-MA)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-LA-MA/PAN/NG定形相变复合纤维膜。分别采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和传热测试装置对定形相变复合纤维膜的化学性能、形貌结构、储热性能、热能储存和释放速率进行深入分析。研究结果表明,CA-LA-MA三元低共熔物成功地被吸附到PAN基复合纤维膜中。制备的定形相变复合纤维膜的相变融化温度约为19℃,相变焓值约为114～131kJ/kg。由于添加了具有高导热系数的NG使定形相变复合纤维膜的热能储存和释放效率明显提高了43%和42%。     

纳米石墨粉改善定形相变复合纤维膜的储热和放热速率EI北大核心CSCD

采用静电纺丝法制备了负载不同含量纳米石墨粉(NG)的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸(CA-LA-MA)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-LA-MA/PAN/NG定形相变复合纤维膜。分别采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和传热测试装置对定形相变复合纤维膜的化学性能、形貌结构、储热性能、热能储存和释放速率进行深入分析。研究结果表明,CA-LA-MA三元低共熔物成功地被吸附到PAN基复合纤维膜中。制备的定形相变复合纤维膜的相变融化温度约为19℃,相变焓值约为114～131kJ/kg。由于添加了具有高导热系数的NG使定形相变复合纤维膜的热能储存和释放效率明显提高了43%和42%。