【摘要】：當(dāng)今社會能源供給日益緊張,利用儲能技術(shù)將熱量暫時儲存在熱的或冷的物質(zhì)中以供給以后需要是目前提高能源利用率的有效方法。相變材料(phase change materials, PCMs)因具有儲放熱近似等溫和蓄熱容量大的優(yōu)點而在儲能領(lǐng)域備受關(guān)注。實際應(yīng)用中通常將相變材料封裝在膠囊中,以避免其用于熱能儲存系統(tǒng)存在的固有缺陷,提高其熱導(dǎo)率。相變微膠囊以其優(yōu)異的抗壓、控溫、儲熱等性能,在紡織、建筑、生物醫(yī)藥以及軍事等領(lǐng)域展現(xiàn)出十分廣泛的應(yīng)用前景。本課題采用具有獨特性能的無機(jī)囊壁材料封裝相變材料,成功合成雙功能相變微膠囊,拓寬了微膠囊相變材料的應(yīng)用領(lǐng)域。本文分別采用正二十烷作為相變芯材,結(jié)晶二氧化鈦(TiO2)作為壁材,合成同時具有控溫和光催化特性的雙功能相變微膠囊,并用多種方式對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察、性能研究及功能表征。本課題的主要工作如下：1、采用十二烷基硫酸鈉(SDS)為乳化劑、甲酰胺為溶劑、正鈦酸四丁酯(TBT)為鈦源、氟化鈉(NaF)電解質(zhì)為壁材結(jié)晶促進(jìn)劑,在O/W反應(yīng)體系中完成了正二十烷/結(jié)晶TiO2微膠囊的合成。2、改變核殼投料比獲得一系列不同核殼質(zhì)量比的正二十烷/結(jié)晶TiO2微膠囊相變材料。通過FT-IR、EDX和XPS驗證其化學(xué)組成。在SEM及TEM下可觀察到產(chǎn)物為球形“核—殼”結(jié)構(gòu),球大小在1.5～2.5μm左右,證明TiO2包覆正二十烷微膠囊相變材料的成功合成。DSC掃描證明所制備的微膠囊具有較高的儲熱能力,且相變材料的包覆效率和儲能效率隨著正二十烷/TBT質(zhì)量比的增大而增大,材料的過冷度也較小。DSC升溫—降溫循環(huán)表明微膠囊封裝后的正二十烷具有較好的耐久性。TGA測試結(jié)果表明封裝后正二十烷的熱穩(wěn)定性提高,并且TBT比例越大,其熱穩(wěn)定性越高。3、探究NaF的添加量對二氧化鈦囊壁的結(jié)晶形態(tài)與結(jié)晶度的影響。X射線衍射(XRD)測試結(jié)果表明,合成過程中不添加或添加少量NaF,產(chǎn)物的二氧化鈦囊壁呈現(xiàn)無定形結(jié)構(gòu)；增大NaF濃度,二氧化鈦囊壁呈現(xiàn)板鈦型。適當(dāng)增大NaF的濃度,二氧化鈦囊壁的結(jié)晶度越來越高；當(dāng)NaF的濃度增大到一定濃度時,二氧化鈦囊壁的結(jié)晶度不再變化。實驗表明,NaF促進(jìn)Ti02囊壁從無定型向板鈦型的轉(zhuǎn)變。4、微膠囊產(chǎn)物降解亞甲基藍(lán)染料實驗和抗菌性試驗表明產(chǎn)物不僅具有良好的儲熱性能和耐久性,而且具有良好的光催化特性,是一種新型雙功能微膠囊相變材料。
【圖文】：

ｍ－ｉ）是兩不溶相之間的表面張力。Ｓｄｎｃｈｅｚ等Ｐ９傭懸浮聚合法成功合成了一系逡逑列不同種類的相變微膠囊，其所用的芯材如正十四燒、正十九燒、固體石蠟，所用壁逡逑材為聚苯乙巧。圖１－２為懸浮聚合微膠巧反應(yīng)方式。逡逑原位聚合法（Ｉｎ－ｓｉｔｕ邋ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）：可溶性反應(yīng)單體、引發(fā)劑均位于囊私液滴逡逑的內(nèi)部或者外部，首先引發(fā)劑引發(fā)單體的聚合反應(yīng)，，生成不可溶的聚合物，然后該聚逡逑合物在囊芯表面沉積并維續(xù)聚合，最終形成膠囊的外殼Ｗ１。常見原位聚合反應(yīng)方式如逡逑圖１－３所示，反應(yīng)物Ｘ與反應(yīng)物Ｙ、引發(fā)劑均洛于溶劑中，其中反應(yīng)物Ｘ為X/巧，反逡逑應(yīng)物Ｙ向分散相與連續(xù)相（溶劑）的界面移動，Ｘ與Ｙ在此接觸發(fā)生聚合反應(yīng)（Ｘ＋Ｙ），逡逑最終形成微膠囊。用于制備微膠囊外壁的氋分子反應(yīng)如共聚、均聚、縮聚等都可使用逡逑原位聚合法【４１】。巧基樹脂膠巧愛壁就是采用原位聚合的原理，聚合開始于水相，尺寸逡逑越來越大的聚合物發(fā)生沉積，并繼續(xù)在水一洛劑界面聚合，最后形成巧度交聯(lián)、致密逡逑性良好的氨基樹脂膠o"囊壁。２１＾巧等［４２１采用原位聚合法合成了聚ｍ胺一尿巧一逡逑甲醒樹脂為囊壁、正十八燒為囊芯的微膠囊相變材料，產(chǎn)物具有很商的包覆效率。逡逑１．４．２．２物理法逡逑物理法制備微膠滿相變材料主要是將相變材料機(jī)械地濃縮在微膠囊殼中。其中

３．２．３_辜跡椋舨傻淖櫸直碚麇義希常玻常備道鏌侗浠緩焱夤餛祝ǎ疲裕╁義險攵孕靜暮捅誆牡牟煌峁固氐�，秷A锏暮焱夤餛捉蟹治觥Ｈ繽跡常端荊義掀渲校擼ǎ幔�、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）分柄_絲潛齲叮埃矗拔⒔呵傘ⅲ擔(dān)暗輳拔⒔篨/、逡逑４０／６０微膠寞、純二氧化株、純正二十燒的紅外光譜曲線－對比曲線（ａ）、（ｂ）和（Ｃ）逡逑可發(fā)現(xiàn)，Ｓ組微膠巧產(chǎn)物的紅外特征峰十分相似。３５５２邋ｃｍ－ｉ，３４７６ｃｍ－ｉ和３４１７ｃｍ－ｉ處逡逑的強吸收峰是釋基峰，其中３５５２邋ｃｍ—ｉ處是Ｔ似２表面}L基的伸縮振動吸收峰，３４７６邋ｃｍ’ｉ逡逑和３４１７邋ｃｍ－ｉ處是的特征吸收峰是微膠巧所含水的０－Ｈ伸縮振動吸收峰。２９６６邋ｃｍ－ｉ和逡逑１７３０邋ｃｍ－ｉ處是正二十燒中甲基的Ｃ－Ｈ的伸縮振動吸收峰。２９２３邋ｃｍ－ｉ和２８５２邋ｃｍ－ｉ處的逡逑峰是正二十燒中亞甲基的Ｃ－Ｈ的伸縮振動吸收峰，１６３４邋ｃｍ－ｉ和１４７０邋ｃｍ－ｉ處是亞甲基逡逑的Ｃ－Ｈ彎曲振動吸收峰，７２１邋ｃｍ－ｉ處是亞甲基面Qg搖擺振動吸收峰。上這些特征吸逡逑收峰與曲線（ｄ）純正二十燒的吸收峰一致，表明傲膠巧中正二十抗的存在。觀察曲逡逑線（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）和（ｄ）
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 席滿意;聚脲型微膠囊相變材料的制備及其應(yīng)用研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

本文編號：2582439