二氧化硅基复合相变储能材料的制备及热性能研究
随着世界能源危机问题的日益突出,对于新型能源和节能技术的开发和利用,逐渐得到各个国家的重视,相变储能技术包括其中。相变储能技术是利用相变材料在相变过程中吸热和放热来实现储能和释能,解决时间和空间与能源利用相矛盾的问题,提高能源利用的实效性,提高能源利用率,达到节能降耗的目的,在建筑、太阳能、废热利用等领域有广泛的应用前景。针对有机相变储能材料相变过程中的体积变化和液体泄漏等问题,本论文提出了采用有机相变材料与无机二氧化硅材料复合制备高性能定形相变储能材料的解决方法。
本论文以月桂酸为相变材料,二氧化硅为基体,采用溶胶-凝胶法将相变材料嵌入到SiO2网络空间内,制备出月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料。采用IR、SEM及DSC等对复合相变储热材料进行了结构、形貌以及热性能表征。结果表明:含相变材料69.1％(质量分数)的复合材料相变温度为43.1℃,相变潜热高达104.64J/g,相变材料均匀的嵌入到SiO2网络空间内,发生相变时不泄露。同时二氧化硅作为基体材料形成空间传热网格,较大的提高了相变材料的导热性能。
以月桂酸为相变主体材料,硅酸钠为硅源材料,通过低热固相化学合成方法制备出二氧化硅包覆月桂酸复合相变储能材料。实验采用IR、ESEM、DSC以及XRD等对复合相变储热材料进行了结构、形貌以及热性能表征。结果表明:当月桂酸与硅酸钠质量比为5:2时可实现复合材料的有效包覆,复合材料的相变焓值高达98.94 J/g,相变温度为58.6℃。二氧化硅基体材料包裹于纯月桂酸相变材料表面,能够较好的提高相变材料的导热性能。
以切片石蜡为相变主体材料,通过乳液法制备石蜡微球,以正硅酸乙酯为硅源,在酸性环境下水解缩聚,实现对石蜡微球的包覆,制备出二氧化硅包覆石蜡相变微囊。实验采用IR、ESEM、DSC以及XRD等对复合相变储热材料进行了结构、形貌以及热性能表征。结果表明:正硅酸乙酯能够较好的在石蜡微球表面水解缩聚,达到二氧化硅的定形包覆目的,制备的复合相变微囊粒径在50μm左右,复合微囊材料的熔化热可到达110.4J/g,熔点温度为50.1℃,凝固热为103.8 Jg,凝固温度为53.2℃,制备的二氧化硅基复合相变储能材料具有较高的相变潜热和良好的导热性能,相变温度较低,可应用于常温储热和热能再生系统。
二氧化硅基;相变储能材料;复合材料;导热性能;相变潜热;制备工艺
齐鲁工业大学;山东轻工业学院
硕士
化学工艺
马烽
2010
中文
TN304.12;TB346
69
2011-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）