本文關(guān)鍵詞：相變型保溫墻體材料的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連理工大學(xué)》 2011年

膨潤土基納米復(fù)合PCM制備及其建筑節(jié)能應(yīng)用

薛永麗  

【摘要】：相變儲能技術(shù)是利用相變材料在相變過程中具有的儲存/釋放大量熱量、相變溫度恒定、相變過程可逆等特點來實現(xiàn)能量在空間和時間上的轉(zhuǎn)移，從而成為目前最受矚目的實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效途徑和研究方向之一。 本文選取礦產(chǎn)資源豐富、具有優(yōu)良物化性能的天然納米材料膨潤土作為封裝材料，以脂肪酸為芯材，經(jīng)過調(diào)配二元低共融脂肪酸和有機改性膨潤土，再利用插層復(fù)合法制備了膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料，并將其摻入到水泥砂漿中制備了相變儲能水泥砂漿板。利用DSC、XRD、FTIR、TGA和SEM等方法表征了有機膨潤土和膨潤土基納米復(fù)合相變材料的結(jié)構(gòu)和熱性能，并用試驗?zāi)M法對相變材料的儲能控溫性能進行了初步研究。 根據(jù)最低共熔機理及LA-CA二元固-液相平衡圖，制備LA-CA二元最低共熔脂肪酸，其最低共熔的摩爾配比為nLA:nCA=0.303:0.697,相變焓為155.78J/g，相變溫度為18.57℃。利用十六烷基三甲基溴化銨對鈉基膨潤土進行有機改性，并將膨潤土的晶層間距從1.2650nm增大到2.2156nm，通過正交實驗設(shè)計L16(45)得到了最佳工藝參數(shù)：反應(yīng)時間為1.5h，改性劑用量為120%CEC，反應(yīng)溶液的PH值為5，反應(yīng)溫度為70℃，固液比為4%。根據(jù)插層復(fù)合理論，通過最佳復(fù)合配比將LA-CA二元最低共熔脂肪酸插層到膨潤土的片層結(jié)構(gòu)中，制備了膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料，并測得其相變溫度為18.10℃、相變焓為60.67J/g，晶層間距增大到5.0154nm，，具有良好的儲能控溫性能，相變體積變化率僅為5.78%，且具有良好的熱循環(huán)穩(wěn)定性。膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料摻入到水泥砂漿中，顯著的增大了其儲能控溫性能，但同時降低了抗壓強度。 實驗結(jié)果表明，本文制備的膨潤土基納米復(fù)合相變材料熱物性能良好，較好地解決了固液相變材料的封裝問題，在建筑節(jié)能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

摘要4-5

Abstract5-11

1 緒論11-23

1.1 研究背景11-15

1.1.1 我國建筑能耗現(xiàn)狀11-12

1.1.2 相變儲能建筑材料12-15

1.2 相變儲能建筑材料的研究現(xiàn)狀15-20

1.2.1 相變儲能混凝土15-17

1.2.2 相變儲能石膏板17-18

1.2.3 相變儲能砂漿18-19

1.2.4 相變保溫隔熱輕質(zhì)材料19

1.2.5 研究中存在的問題19-20

1.3 選題意義與研究內(nèi)容20-22

1.3.1 選題意義20-21

1.3.2 研究內(nèi)容21

1.3.3 技術(shù)路線21-22

1.4 本章小結(jié)22-23

2 試驗原理方法與原材料23-39

2.1 膨潤土礦物結(jié)構(gòu)和主要性能23-27

2.2 實驗原理27-30

2.2.1 最低共熔機理27-28

2.2.2 膨潤土有機改性原理28-29

2.2.3 插層復(fù)合理論29-30

2.3 主要原材料30-34

2.3.1 相變材料30

2.3.2 膨潤土30-33

2.3.3 改性劑33-34

2.4 研究方法34-38

2.4.1 相變儲能材料性能測定方法34-36

2.4.2 膨潤土及其改性、復(fù)合相變材料的結(jié)構(gòu)與性能表征方法36-37

2.4.3 相變儲能建筑材料的測試方法37-38

2.5 本章小結(jié)38-39

3 相變材料的配制與熱物性39-51

3.1 前言39

3.2 相變材料的分類與特點39-44

3.2.1 固-固相變材料及其特點40-41

3.2.2 固-液相變材料及其特點41-43

3.2.3 定形相變材料及其特點43-44

3.3 相變材料的選取與熱物性分析44-46

3.3.1 相變材料的選取標(biāo)準(zhǔn)44-45

3.3.2 相變材料的選取45

3.3.3 相變材料的熱物性45-46

3.4 二元低共熔復(fù)合相變材料的制備46-50

3.4.1 低共熔配比及熱物性的理論預(yù)測46-48

3.4.2 二元低共熔復(fù)合相變材料的制備過程48-49

3.4.3 元低共熔脂肪酸最低共熔配比的試驗驗證與確定49-50

3.5 本章小結(jié)50-51

4 有機膨潤土的制備與性能51-64

4.1 前言51-52

4.2 有機膨潤土的制備52-59

4.2.1 試驗原料與設(shè)備52

4.2.2 制備工藝過程52-53

4.2.3 交試驗優(yōu)化改性工藝參數(shù)53-54

4.2.4 正交試驗結(jié)果分析54-59

4.3 有機膨潤土的表征59-63

4.3.1 X-射線衍射分析59-60

4.3.2 外光譜分析60-61

4.3.3 熱失重分析61-62

4.3.4 掃描電鏡微觀分析62-63

4.4 有機膨潤土的膨脹性能測定63

4.5 本章小結(jié)63-64

5 膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料的制備與性能64-78

5.1 引言64

5.2 膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料的制備64-66

5.2.1 試驗原料與設(shè)備64

5.2.2 制備工藝過程64-65

5.2.3 最佳復(fù)合質(zhì)量比例65-66

5.3 膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料的結(jié)構(gòu)與形貌表征66-69

5.3.1 X-射線衍射分析66-67

5.3.2 紅外光譜分析67-68

5.3.3 掃描電鏡微觀形貌分析68-69

5.4 膨潤土基納米復(fù)合相變儲能材料的熱性能分析69-74

5.4.1 相變溫度與相變焓69-71

5.4.2 相變過程的儲能控溫性能71-73

5.4.3 相變前后的體積變化率73-74

5.5 熱穩(wěn)定性能研究74-76

5.5.1 熱失重分析74-75

5.5.2 熱循環(huán)穩(wěn)定性75-76

5.6 本章小結(jié)76-78

6 相交儲能水泥砂漿板的制備及性能研究78-87

6.1 引言78

6.2 相變水泥砂漿板的制備78-80

6.2.1 試驗原料與設(shè)備78-79

6.2.2 相變水泥砂漿板的配比設(shè)計與制備過程79-80

6.3 相變水泥砂漿板的抗壓強度測定80-81

6.4 相變儲能水泥砂漿板的熱物性研究81-85

6.4.1 相變儲能水泥砂漿板的儲能控溫性能82-83

6.4.2 相變儲能水泥砂漿板的導(dǎo)熱性能測定83-85

6.5 本章小結(jié)85-87

結(jié)論87-89

參考文獻89-94

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況94-95

致謝95-96

作者簡介96-97

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6 艾明星,崔勇,宋寶俊;相變貯能材料應(yīng)用研究的進展[J];河北工業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報;2002年04期

7 郭茶秀;陳俊;;相變材料的研究與應(yīng)用新進展[J];河南化工;2006年04期

8 郭茶秀;陳俊;;相變儲能材料的研究與應(yīng)用新進展[J];安陽工學(xué)院學(xué)報;2006年02期

9 沈?qū)W忠;張仁元;;相變儲能材料的研究和應(yīng)用[J];節(jié)能技術(shù);2006年05期

10 潘向萍;邢宏龍;;納米膠囊的制備方法及其在相變材料中的應(yīng)用[J];科技信息(科學(xué)教研);2008年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李志廣;黃紅軍;米偉娟;王曉梅;;聚乙二醇6000-纖維素相變材料的制備及其性質(zhì)的研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第4分冊）[C];2010年

2 余榮升;晏華;王大偉;;相變材料在大容量鋰離子電池堆熱管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第三卷）[C];2011年

3 呂汪敏;武衛(wèi)東;;復(fù)合有機相變蓄能材料的研究進展[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 周志祥;陳濤;張紅瑞;王磊;;制冷系統(tǒng)熱回收裝置相變材料的分析研究[A];2011年全國冷凍冷藏行業(yè)與山東制冷空調(diào)行業(yè)年會暨綠色低碳新技術(shù)研討會論文集[C];2011年

5 杜雁霞;賈代勇;楊同球;;相變材料蓄冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性評價[A];全國暖通空調(diào)制冷2004年學(xué)術(shù)年會資料摘要集（1）[C];2004年

6 莊春龍;鄧安仲;李利民;吳祥生;李勝波;;新型相變地板采暖房間溫度分布測試研究[A];2007年西南地區(qū)暖通空調(diào)及熱能動力學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

7 賀慶國;朱德峰;鄧常敏;付艷艷;何超;程建功;;熒光聚合物/納米復(fù)合傳感材料及應(yīng)用[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學(xué)術(shù)討論會摘要集[C];2010年

8 鄭康;田興友;胡坤;孫莉莉;;納米復(fù)合工程塑料用聚酯PET的研究[A];2010年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會學(xué)術(shù)論文集（下冊）[C];2010年

9 李聲澤;;α-Al_2O_3納米復(fù)合鎳鍍層耐蝕性和硬度的研究[A];2003年全國電子電鍍學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2003年

10 周樹學(xué);丁曉峰;武利民;;聚(氟)硅氧烷/TiO_2納米復(fù)合自清潔涂層的制備與性能研究[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2005年

2 李娜;[N];中國建材報;2006年

3 朱青 劉朝輝 宋長友;[N];中國建設(shè)報;2005年

4 本報記者 劉云佳;[N];中國房地產(chǎn)報;2011年

5 ;[N];今日信息報;2003年

6 明遠(yuǎn);[N];中國礦業(yè)報;2001年

7 本報記者 嚴(yán)明;[N];中國礦業(yè)報;2000年

8 本報記者 周強 本報通訊員 陳國波 楊宏成 趙娜;[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報;2007年

9 記者 李富;[N];赤峰日報;2007年

10 金山;[N];中國化工報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張平;石蠟類相變材料的設(shè)計及其熱物性與阻燃性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 周慧睿;磁性熒光雙功能納米復(fù)合顆粒的制備、生長機理及應(yīng)用的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 王櫻蕙;納米復(fù)合熒光化學(xué)傳感材料的制備及其性能研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2011年

4 周祥發(fā);熱控相變材料熔滲納米多孔陶瓷的研究[D];湖南大學(xué);2011年

5 張江茹;聚吡咯基納米復(fù)合粒子的合成、表征及應(yīng)用研究[D];北京化工大學(xué);2012年

6 羅忠;鐵基/硅基智能納米藥物控制釋放系統(tǒng)的構(gòu)建與生物學(xué)評價[D];重慶大學(xué);2011年

7 成紅梅;納米復(fù)合陶瓷刀具材料多尺度模擬研究[D];山東大學(xué);2011年

8 張亮;折射率可控的透明納米復(fù)合光學(xué)薄膜的制備[D];吉林大學(xué);2012年

9 譚暢;Ag/C納米復(fù)合催化劑的化學(xué)還原法制備及其電催化性能的研究[D];北京化工大學(xué);2012年

10 劉娜;隨機近似熱模型修正方法及相變熱控關(guān)鍵問題研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 薛永麗;膨潤土基納米復(fù)合PCM制備及其建筑節(jié)能應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2011年

2 張紅瑞;空調(diào)廢熱回收熱泵關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];山東建筑大學(xué);2010年

3 祝譯;PEG體系相變儲能的研究[D];蘇州大學(xué);2010年

4 曾令子;聚丙烯酰胺/SiO_2納米復(fù)合凝膠的制備及性能研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

5 范猛;具有核/殼結(jié)構(gòu)的鐵納米復(fù)合顆粒的制備及磁性研究[D];南京大學(xué);2011年

6 程寒羽;功能性聚甲基丙烯酸類納米復(fù)合水凝膠的合成與表征[D];華東理工大學(xué);2011年

7 朱圓圓;相變儲能石膏板的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

8 武世偉;相變熱紅外隱身及復(fù)合控溫涂層[D];北京工業(yè)大學(xué);2010年

9 王彥;二氧化硅包覆銀納米復(fù)合顆粒的制備及抗菌性能研究[D];北京化工大學(xué);2010年

10 張黎;儲能式黑液太陽能集熱系統(tǒng)的性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：相變型保溫墻體材料的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：216864