已二酸基復(fù)合儲熱材料的制備與性能研究.pdf

1、相變儲熱技術(shù)具有儲熱密度大，溫度變化小，儲熱裝置結(jié)構(gòu)緊湊，易于控制和管理等特點，在太陽能熱利用，工業(yè)廢熱和余熱回收以及空調(diào)節(jié)能和建筑采暖等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。己二酸(Adipic acid，AA)是脂肪族二元酸中最有應(yīng)用價值的二元酸，其相變溫度為151～155℃，相變潛熱為260J/g。針對己二酸導(dǎo)熱系數(shù)低的缺點，利用導(dǎo)熱性能優(yōu)異的膨脹石墨(Expanded graphite，EG)作為導(dǎo)熱增強相改善其傳熱性能，并對己二酸復(fù)合相變材料

2、(Phase change materials，PCMs)的熱循環(huán)穩(wěn)定性能進(jìn)行研究;針對其相變溫度單一，將其與癸二酸(sebacicacid, SA)復(fù)合建立二元體系，得到一系列具有不同相變溫度的儲熱材料，來滿足不同溫度范圍的儲熱要求。
　　以己二酸為相變材料，膨脹石墨為導(dǎo)熱增強相，采用機械混合與熔融吸附的方法，制備出己二酸/膨脹石墨復(fù)合相變儲熱材料，通過FT-IR、DSC、熱常數(shù)分析儀、TG、FE-SEM對制備的復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)

3、和性能研究。結(jié)果表明:膨脹石墨能夠有效吸附己二酸，兩者之間化學(xué)相容性良好;該復(fù)合材料相變理論計算焓值與測試焓值差值在熔融/冷凝過程最大差值分別為理論計算值的4.52％/5.54％;在4wt.％～8wt.％范圍內(nèi)，導(dǎo)熱系數(shù)提高2倍以上，相變潛熱均在220J/g以上;在200℃時己二酸、己二酸/8wt.％膨脹石墨質(zhì)量變化分別為-1.04％/-1.38％。
　　經(jīng)過1000次循環(huán)之后，純己二酸沒有發(fā)生化學(xué)變化，熔化/凝固相變焓分別衰減了

4、11.19％/11.68％;己二酸/8wt.％膨脹石墨的復(fù)合相變材料，熔化/凝固相變焓分別衰減了21.67％/19.31％。儲/放熱實驗表明，純己二酸在儲/放熱相變過程中以對流傳熱為主，己二酸/8wt.％膨脹石墨復(fù)合相變材料由于膨脹石墨的作用則以導(dǎo)熱為主，其中心位置的放熱時間相對純己二酸縮短了79.33％。FE-SEM結(jié)果顯示，經(jīng)過1000次熔循環(huán)之后，純己二酸在依然保持較好的柱狀晶形結(jié)構(gòu);在己二酸/8wt.％膨脹石墨復(fù)合相變材料中，己

5、二酸相變材料幾乎完全吸附于膨脹石墨表面以及填充在膨脹石墨的空間空隙結(jié)構(gòu)中，使得復(fù)合相變材料表面比較致密。
　　不同配比的己二酸/癸二酸的步冷曲線結(jié)果表明兩者可以形成二元低共熔體系，在癸二酸含量為70wt.％時達(dá)到低共熔點。DSC結(jié)果顯示，在癸二酸含量為70wt.％時，己二酸/癸二酸二元體系出現(xiàn)低共熔點，其升/降溫過程中均出現(xiàn)單一的吸熱峰/放熱峰，與步冷曲線測的熔化點/凝固點相對差值為6.12％/3.80％，表明步冷曲線測試結(jié)果可靠