定形復(fù)合相變儲能材料的制備及性能研究.pdf

1、面對能源問題同益緊張的現(xiàn)狀,如何節(jié)約能源和提高能源利用率的問題引起了世人的廣泛關(guān)注,利用相變材料(PhaseChangeMaterial,即PCM)進(jìn)行潛熱儲能的研究受到了世界上多個國家的重視,其中定形復(fù)合相變材料的制備與研究已成為儲能材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。
　　 定形復(fù)合相變材料可解決相變材料在封裝方面易泄漏的問題,但其存在的缺陷是造成儲熱能力的下降和多次冷熱循環(huán)后熱性能出現(xiàn)不穩(wěn)定,制備定形復(fù)合相變材料時選擇性能優(yōu)良的基體材

2、料可改善這兩個缺陷。
　　 本研究以硬脂酸和石蠟為相變材料,以改性硅藻土和埃洛石為基體材料,以無水乙醇為溶劑采用溶液插層法分別制備出了硬脂酸/改性硅藻土定形復(fù)合相變材料、硬脂酸/埃洛石定形復(fù)合相變材料、石蠟/改性硅藻土定形復(fù)合相變材料和石蠟/埃洛石定形復(fù)合相變材料四種定形復(fù)合相變材料。利用綜合熱分析儀(TG-DSC)測定復(fù)合材料的相變溫度、相變潛熱以及表征復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性,通過掃描電鏡(SEM)觀察復(fù)合材料的微觀形貌,利用紅外

3、光譜儀(FT-IR)對復(fù)合材料之間的嵌合關(guān)系進(jìn)行了表征。
　　 研究結(jié)果表明:
　　 1、硬脂酸和改性硅藻土制備出的復(fù)合相變材料,綜合考慮儲熱能力和使用的安全性,其中硬脂酸的含量應(yīng)控制在65％以內(nèi);硬脂酸含量65％的復(fù)合材料,相變溫度為62.2℃,相變潛熱為142.87J/g,經(jīng)連續(xù)冷熱循環(huán)后,相變溫度和相變潛熱變化較小;相變材料硬脂酸與基體材料改性硅藻土之間是物理作用的嵌合關(guān)系,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
　　 2、硬

4、脂酸和埃洛石制備出的復(fù)合相變材料,綜合考慮儲熱能力和使用的安全性,其中硬脂酸的含量應(yīng)控制在70％以內(nèi);硬脂酸含量70％的復(fù)合材料,相變溫度為61.6℃,相變潛熱為165.46J/g,經(jīng)連續(xù)冷熱循環(huán)后,相變溫度和相變潛熱變化較小;相變材料硬脂酸與基體材料埃洛石之間是物理作用的嵌合關(guān)系,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
　　 3、石蠟和改性硅藻土制備出的復(fù)合相變材料,綜合考慮儲熱能力和使用的安全性,其中石蠟的含量應(yīng)控制在65％以內(nèi);石蠟含量65％

5、的復(fù)合材料,相變溫度為53.7℃,相變潛熱為142.74J/g,經(jīng)連續(xù)冷熱循環(huán)后,相變溫度和相變潛熱變化較小;相變材料石蠟與基體材料改性硅藻土之間是物理作用的嵌合關(guān)系,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
　　 4、石蠟和埃洛石制備出的復(fù)合相變材料;綜合考慮儲熱能力和使用的安全性,其中石蠟的含量應(yīng)控制在75％以內(nèi);石蠟含量75％的復(fù)合材料,相變溫度為52.8℃,相變潛熱為158.63J/g,經(jīng)連續(xù)冷熱循環(huán)后,相變溫度和相變潛熱變化較小;相變材料石