多壁碳纳米管/棕榈酸复合相变材料的制备与研究
多壁碳纳米管(MWNTs)具有优异的机械和导热性能。由于MWNTs极易团聚，分散能力很差，其应用领域受到很大限制，因此针对MWNTs进行功能化修饰以提高其在溶剂和有机质中的分散能力的技术不断发展。为了使碳纳米管能有效地增强棕榈酸的传热性能，就要保证MWNTs能在棕榈酸中较好分散，并与棕榈酸保持适当的界面结合能。本文通过混酸氧化和吸附连苯三酚对碳纳米管进行功能化处理，使碳纳米管表面产生多种含氧基团，形成稳定均匀的纳米复合相变材料。
使用差示扫描量热仪对复合材料的相变温度、相变潜热和蓄热时间进行了测试，实验结果表明，与纯棕榈酸相比，随着MWNTs含量的增多，复合材料的相变潜热明显降低;MWNTs质量分数相同时，随着MWNTs氧化时间的增加，复合材料相变潜热的降低程度减小。添加氧化时间10小时质量分数1％的MWNTs复合材料的相变潜热只下降了1.62％，而蓄热时间缩短了8.4％。当氧化10小时的MWNTs吸附连苯三酚后，质量分数1％的MWNTs复合材料的蓄热时间缩短了16.3％。热导率仪的测试结果表明，复合材料的导热系数随MWNTs含量的增加以及氧化时间的延长而升高。
将多壁碳纳米管/棕榈酸复合相变材料进行100次冷热循环后，测试其相变温度、相变潜热和化学结构，发现基本没有发生变化，表明复合材料具有良好的热循环稳定性。
为了进一步揭示影响多壁碳纳米管分散能力的因素，利用X射线光电子能谱分析了MWNTs基本元素组成，并通过分峰拟合曲线给出了各种含氧官能团的相对含量，表明羰基含量的增加是MWNTs分散能力增强的主要原因。对经过不同处理的多壁碳纳米管利用紫外可见分光光度计进行测试，结果发现氧化10小时并吸附连苯三酚的MWNTs的吸光度最大，在溶剂和棕榈酸中的分散能力最强。
相变材料;棕榈酸;纳米复合材料;相变潜热;传热性能;多壁碳纳米管
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
纪培军
2012
中文
TB332;TB383
97
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）