储能墙板用癸酸-硬脂酸/膨胀珍珠岩定型复合相变材料的制备与表征

采用真空吸附法将液态的癸酸-硬脂酸(CA-SA)二元共晶相变材料封装入多孔膨胀珍珠岩(EP)中,制备颗粒定型复合相变材料CA-SA/EP,并以石膏为无机基体研制储能墙板。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、多路温度测试仪和热扩散系数测试仪表征材料的性能。结果表明:以质量比4∶1的CA-SA二元共晶相变材料在EP复合相变材料中的最佳吸附质量分数为75%,且在EP的多孔网络结构中均匀分布,复合过程中CA-SA二元共晶相变材料与EP间不发生化学反应,没有新产物形成;CA-SA/EP颗粒定型复合相变材料的相变温度和相变潜热分别为20.7℃和120.4 J/g,500次热循环后,颗粒定型复合相变材料的热性能基本不变。     

石蜡/二氧化硅复合相变材料的制备及其性能

以石蜡为相变芯材,以正硅酸乙酯为硅源,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备出石蜡/二氧化硅复合相变材料.应用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、差示扫捕量热法、热重法等手段对所制备复合相变材料的形貌、成分、热性能等进行了表征.实验结果表明,所制备的石蜡/二氧化硅复合相变材料的形貌是直径约为2μm的核/壳结构微球.当核/壳质量比为2:1时,石蜡包覆率为66.3％,熔点为54.2℃,熔化焓为133.8J·g-1,凝固点为49.5℃,凝周焓为127.5 J·g-1.与传统的有机高分子壳层材料相比,无机二氧化硅壳层材料具有更好的热导率,提升了复合相变材料的导热性能,且其不易燃烧,无腐蚀性,更加安全环保,有效拓展了相变材料在建筑保温和智能保温纺织物等领域的实际应用.     

掺氮TiO_2-活性炭复合吸附材料的制备与性能

通过浸渍法将制备的掺氮TiO2光催化剂负载到活性炭上制备掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料,并对其吸附特性、可见光催化活性以及再生性能进行研究.结果表明:掺氮TiO2光催化剂具有较大的比表面积与良好的可见光吸收性能;活性炭对低浓度甲醛气体具有良好的吸附性能;掺氮TiO2的负载对活性炭颗粒的吸附性能影响甚微;掺氮TiO2-活性炭复合吸附材料具有优越的可见光再生性能,它实现了对低浓度挥发性有机化合物的吸附和光催化分解解耦,提高了活性炭的循环利用性能.     

有机复合相变储能材料的强化传热研究

将相变主材料石蜡、硬脂酸和不同分子量的聚乙二醇分别与具有良好吸附性的支撑材料活性炭或膨胀石墨按一定的配比,通过熔融共混法制备系列有机复合相变储能材料,从而强化有机复合相变材料的传热效果,并利用导热仪对制备出的有机复合相变材料进行系统的导热性能测试。结果表明,活性炭和膨胀石墨都能够有效的改善有机复合相变材料的导热性,并提高传热速率,但活性炭易与相变主材料形成"海-岛"结构,使其传热不连续,相比之下膨胀石墨改善复合相变材料的传热效果更加显著,且随着支撑材料含量的增加,导热体系逐渐被完善,导热性能大幅度提升。     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料的结构与热性能

以有机物石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构，利用膨胀石墨的多孔吸附特性，制备出了石蜡含量分别为50％（质量分数，下同），60％，70％和80％的石蜡／膨胀石墨复合相变储热材料．采用扫描电镜（SEM）和差示扫描量热分析（DSC）对复合相变储热材料的结构和热性能进行了表征．结果表明：膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态，石蜡被膨胀石墨微孔所吸附；复合相变储热材料的相变温度与石蜡相似，其相变潜热与基于复合材料中石蜡含量的潜热计算值相当．储（放）热性能测试结果表明，含80％石蜡的复合相变储热材料其储热时间比石蜡减少69．7％，放热时间减少80．2％．     

磁性氧化铁/活性炭复合吸附剂的制备及性能

为了得到磁特性和吸附性能比较好的吸附材料，把活性炭的吸附特性和氧化铁的磁特性结合起来制成复合吸附剂，在随后的吸附饱和后用一个简单的磁选工序从介质中分离出来．制备了磁性流体和超细磁粉，并与活性炭进行复合，加入不同的活化剂制成活性炭／磁性氧化铁复合吸附剂．进行了磁力、Fe含量、BET表面积测量以及XRD衍射分析．通过用碘吸附值法测定吸附剂的吸附性能，运用线性回归法得到吸附等温线．研究结果表明，所得到的复合吸附剂不仅具有磁性，而且具有良好的吸附性能．     

相变储能材料的研究进展

综述了近年来相变材料的研究进展,介绍了相变材料的种类,讨论了各种相变材料的相变特性及优缺点,展望了相变材料的发展方向。     

煤基磁性活性炭的制备

以大同烟煤为原料、Fe3O4作为添加剂,催化制备了煤基磁性活性炭(MCAC).利用氮气吸附等温线表征了MCAC的孔隙结构,并考察了其吸附性能(碘值、亚甲兰值)和磁学性能.结果表明,Fe3O4对MCAC孔隙的产生具有催化作用,有利于活性炭中孔的形成和发育.其中添加10%Fe3O4的MCAC中孔率高达76.0%.MCAC与普通活性炭(AC-0)相比,碘吸附值明显降低,而亚甲兰吸附值显著提高.添加7%Fe3O4的MCAC,其碘值降低了25.5%,亚甲兰值提高了79.9%.添加适量的Fe3O4制备的MCAC具有较高的比饱和磁化强度和磁导率.Fe3O4质量分数为4%和10%时,所得MCAC的比饱和磁化强度分别是AC-0的24.4倍和44.5倍.     

复合相变储能材料的选择

相变材料的选择主要依据是相变温度．根据实验要实现的致冷目标，依次选定相变温度，再据相变温度选择相变材料．通过加入适当比例的成核剂和增稠剂，以解决无机相变材料的主要问题：过冷现象和分层现象．最终选择、配制出合适的两级相变材料体系，即：Ca（NO3）2·4H2O＋4．7％碳酸盐成核剂＋1．9％增稠剂体系，和Na2CO3·10H2O＋6％硼酸盐成核剂＋4．5％增稠剂体系．     

月桂醇膨胀珍珠岩复合相变材料吸附试验与分析

采用膨胀珍珠岩吸附月桂醇制备复合相变材料。为了探究吸附时间和吸附温度对其吸附率的影响,以及吸附月桂醇的含量对复合相变材料稳定性的影响,通过吸附率测定试验选定适宜的吸附时间和吸附温度;并制备十组不同月桂醇含量的复合相变材料,通过渗漏性试验研究复合相变材料的稳定性。结果表明,膨胀珍珠岩吸附月桂醇的适宜吸附时间为4 h,适宜吸附温度为50℃;月桂醇膨胀珍珠岩复合相变材料的设计含量为40%时,膨胀珍珠岩对月桂醇的吸附情况和复合相变材料的稳定性的综合效果较好,对应质量吸附率为65.83%。     

硬脂酸/二氧化硅复合相变材料的制备

采用溶胶-凝胶法,制备了硬脂酸／SiO2复合相变材料．分别应用差示扫描量热仪（DSC）红外光谱仪（IR）和扫描电镜（sEM）测试了所制备复合材料的相变温度、相变焓、相变可逆性和微观结构．DSC测试结果表明该复合材料具有较好相变可逆性,相变焓和相变温度与纯硬脂酸相比均有降低．IR分析表明硬脂酸与二氧化硅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,改善了复合材料的相变可逆性。     

微胶囊相变材料的制备与表征

以正十八烷为芯材、三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法合成了相变储热微胶囊.利用光学显微镜、扫描电镜、差示扫描量热仪等对样品性能进行了分析和表征,并讨论了乳化剂种类和用量、助剂异氰酸酯等对微胶囊性能的影响.实验结果表明,采用阴离子与非离子混合乳化剂制备的微胶囊的各项性能均优于采用单一阴离子乳化剂所制得的微胶囊;助剂异氰酸酯的加入可大大提高微胶囊的相变潜热;所制备的相变储热微胶囊包裹完全,表面光洁,粒度均匀,平均粒径为4μm,相变潜热达176.5 J/g.     

约束条件下石蜡-膨胀石墨复合相变材料热膨胀实验

采用水浴加热石蜡—膨胀石墨复合相变材料热膨胀压力试验装置,测试了约束条件下纯石蜡以及膨胀石墨质量分数分别为5％和10％的石蜡—膨胀石墨复合相变材料的膨胀压力.实验表明膨胀石墨的加入明显改善了石蜡—膨胀石墨复合相变材料的导热性能,使复合相变材料中石蜡的相变提前发生.膨胀石墨质量分数为5％和10％时,相变时间范围较纯石蜡相变时间分别缩短了30％和40％.膨胀石墨质量分数为5％时,石蜡—膨胀石墨复合相变材料产生的最大膨胀压力比纯石蜡相变产生的最大膨胀压力提高了25％,最大膨胀压力可达87.3 MPa.将石蜡—膨胀石墨复合相变材料用作驱动材料是切实可行的.     

氧化石墨烯/聚乙二醇复合相变材料的研究

采用化学法直接获得亲水氧化石墨烯(GO),并利用超声处理和微波辅助的方法制备氧化石墨烯定型的聚乙二醇(PEG)基复合相变材料(PCMs).氧化石墨烯作为支撑材料加入到聚乙二醇基体材料中来提高其热学性质,同时起到对聚乙二醇定型的效果.在超声处理和微波的辅助下,氧化石墨烯片层被扩展开且整个合成过程简便高效.少量(质量分数约4%)的氧化石墨烯便可使相变材料具有优异的定型效果.差示扫描量热法结果显示这种定型相变材料的焓值为174. 5 J/g,是聚乙二醇相变焓值的95. 6%.热重分析结果表明该相变材料在温度低于350℃时热稳定性突出.同时,本研究还探讨了该复合材料的光热转换性能,结果显示氧化石墨烯的加入显著提高了复合材料的热学性能.     

纤维复合相变材料的传热模型及性能分析

建立了纤维复合相变材料相变问题的焓求法求解传热模型,并用来求解复合相变材料在相变过程中流体温度和固－液相变界面随时间和空间的变化,籍此对相变蓄热材料的放热性能进行了模拟分析,为实用的纤维复合相变材料蓄热器的设计提供了依据。     

基于膨胀石墨复合相变材料的传热性能研究

以纯石蜡为相变介质,膨胀石墨(EG)为主要的导热骨架,制备导热增强的复合相变材料;搭建可视化的测试平台,通过分析添加材料质量分数对复合材料熔融相变过程的影响,研究在恒热流密度下不同复合相变材料传热性能和传热规律的差异.此外,利用红外热像仪观察熔融过程中指定点的温度分布演变.研究结果表明:添加EG-100可以进一步强化复...     

珍珠岩复合相变储能材料制备与应用研究

河南省重点科技攻关项目“珍珠岩复合相变储能材料制备与应用研究”（项目号：082102340005）由我校化学化工学院井强山博士主持．     

正辛酸-月桂酸纳米复合相变材料的蓄冷特性

针对有机相变材料导热性能差的缺点,以质量比为81∶19的正辛酸(OA)-月桂酸(LA)二元有机相变蓄冷材料为基液,分别添加不同浓度高热导率的羟基化多壁碳纳米管(MWCNT-OH)、Fe_2O_3、Al_2O_3、Cu以及分散剂SDBS,采用超声波振荡法制备纳米复合相变材料体系,从纳米粒子的种类和浓度来研究其对OA-LA蓄冷性能的影响.实验发现,随着纳米粒子质量浓度的增加,热导率先增大,而后逐渐趋于稳定.加入纳米粒子的复合材料最佳热导率大小依次为:0.1,g/LMWCNT-OH0.4,g/LFe2,O30.3,g/LAl_2O_30.3,g/LCu.OA+LA+0.1,g/L,MWCNTOH+0.2,g/L,SDBS表现出最佳蓄冷特性,其热导率提高了21.9%,,相变温度没有变化,相变潜热增加了2.9%,,相变蓄冷时间缩短了16.7%,,经过200次冻融循环测试后,仍保持适宜的相变温度和较高的相变潜热.因此,在果蔬冷链物流保鲜中有良好的应用前景.     

正癸酸包覆的Fe3O4水基磁流体的制备与性质研究

以NH3·H2O为沉淀剂,化学共沉淀微乳液中的Fe2 与Fe3 离子来制备正癸酸稳定的Fe3O4纳米粒子水基磁流体.用光子相关光谱仪测定了所得磁流体的粒径及其分布等.考察了搅拌时间、水体积、丙酮体积与正癸酸量对形成Fe3O4水基磁流体粒径及其分布、多分散度与稳定性等的影响.在综合以上结果的基础上,设计并制备了8种正癸酸包覆的Fe3O4水基磁流体.用光子相关光谱仪与透射电镜测定了Fe3O4水基磁流体的粒径及其分布、多分散度等.实验结果表明,磁流体的数均粒径约为10～20nm;在稳定性方面,正癸酸包覆的Fe3O4水基磁流体放置6个月,未观察到相分离.用一步法制得了双层正癸酸稳定的Fe3O4水基磁流体,制备了单层正癸酸包覆的Fe3O4磁粒子的固态样品,用IR、TG、DTG与DSC研究了这些样品的组成与性质.测定了磁流体的饱和磁化强度,其值为1.85kA/m.     

相变材料物性与轻质相变围护结构节能研究进展

针对轻质建筑围护结构材料降低了围护结构热容的问题,采用合理利用相变材料(PCM)的相变潜热的方式,以提高建筑围护结构的热容.阐述了国内外学者对PCM物性特征的研究成果,对比分析了PCM的热性能与传统保温材料的不同之处.同时,研究了目前对轻质PCM建筑构件的节能研究进展与热工评价指标,并基于当地的实际气象条件、室内目标温...