有机/无机复合相变储热材料的制备与性能

论文摘要

有机/无机复合相变储热材料是近年来国内外研究热点,其在作为储热材料时不仅具有温度恒定、相变潜热大、性能稳定等特点,而且储量丰富,因此越来越受到重视。对于能源紧缺的今天,研究相变储热材料显得尤其重要。有机/层状硅酸盐复合相变储热材料作为有机/无机复合相变储热材料的一种,是近年来该研究领域中的一个热点。利用十六烷基三甲基溴化铵对膨润土进行了有机改性,改性后膨润土的层间距由1.452 nm变为1.982nm。并利用插层复合法将脂肪酸、石蜡及多元醇等插入改性后的膨润土层间,得到了有机/无机复合相变储热材料。进而通过XRD、FTIR、DSC等现代测试技术确定了有机/无机复合相变储热材料的结构和储热性能。利用插层法制备出癸酸/膨润土、硬脂酸/膨润土及癸酸-硬脂酸/膨润土复合相变储热材料,三种复合相变储热材料的相变温度分别为30.12℃、59.64℃、20.2℃,相变焓分别为58.43J/g、69.92J/g、66.4J/g;利用插层复合法制备了石蜡/膨润土复合相变储能材料,其相变温度约为60℃,相变焓为92J/g;利用插层复合法分别制备了新戊二醇/膨润土、三羟甲基氨基甲烷/膨润土及新戊二醇-三羟甲基氨基甲烷/膨润土复合相变储能材料,三种相变复合储热材料其相变温度分别为56.14℃、117.8℃、39.8℃,相变焓分别为86.18J/g、198.6J/g、67.3J/g。实验结果表明,本试验所设计的复合相变储热材料性能优越,较好地克服了纯相变储能材料的塑晶和液化等缺点及不足,具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 相变储热材料概述
• 1.2 相变储热材料的种类
• 1.2.1 固-液相变储热材料
• 1.2.2 固-固相变储热材料
• 1.2.3 复合相变储热材料
• 1.3 相变材料的制备方法
• 1.3.1 纳米胶囊法
• 1.3.2 溶胶凝胶法
• 1.3.3 插层复合法
• 1.3.4 毛细吸附法
• 1.3.5 纳米微粒改性法
• 1.4 相变材料的应用与展望
• 1.4.1 应用
• 1.4.2 展望
• 1.5 本课题的研究内容及意义
• 第二章 实验原理与测试方法
• 2.1 膨润土的基本性能
• 2.2 化学试剂及实验设备
• 2.3 材料制备
• 2.3.1 有机膨润土的制备
• 2.3.2 有机/无机复合相变储热材料的制备
• 2.4 结构与性能表征
• 2.4.1 结构表征
• 2.4.2 红外光谱分析
• 2.4.3 热性能分析
• 第三章 有机膨润土的制备与性能
• 3.1 引言
• 3.2 有机改性膨润土的制备
• 3.2.1 制备过程
• 3.2.2 膨润土有机改性效果的影响因素
• 3.3 有机膨润土的表征
• 3.3.1 结构分析
• 3.3.2 红外光谱分析
• 3.3.3 差热与热重分析
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第四章 膨润土基固-液相变复合储热材料的制备与性能
• 4.1 引言
• 4.2 脂肪酸/膨润土复合相变储热材料
• 4.2.1 脂肪酸性质概述
• 4.2.2 癸酸/膨润土复合相变储热材料
• 4.2.3 硬脂酸/膨润土复合相变储热材料
• 4.2.4 癸酸-硬脂酸/膨润土复合相变储热材料
• 4.3 石蜡/膨润土复合相变储热材料
• 4.3.1 石蜡性能概述
• 4.3.2 制备
• 4.3.3 结构分析
• 4.3.4 热性能分析
• 4.4 小结
• 第五章 膨润土基固-固相变复合储热材料的制备与性能
• 5.1 引言
• 5.2 多元醇性能概述
• 5.3 新戊二醇/膨润土复合相变储热材料
• 5.3.1 制备过程
• 5.3.2 结构分析
• 5.3.3 红外光谱分析
• 5.3.4 热性能分析
• 5.4 三羟甲基氨基甲烷/膨润土复合相变储热材料
• 5.4.1 制备过程
• 5.4.2 结构分析
• 5.4.3 红外光谱分析
• 5.4.4 热性能分析
• 5.5 新戊二醇-三羟甲基氨基甲烷/膨润土复合相变储热材料
• 5.5.1 二元体系性能概述
• 5.5.2 制备过程
• 5.5.3 结构分析
• 5.5.4 红外光谱分析
• 5.5.5 热性能分析
• 5.6 讨论
• 5.7 小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文情况说明
• 致谢