發(fā)布時(shí)間：2020-08-26 14:12

【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì),能源危機(jī)已經(jīng)成為全人類(lèi)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。大力開(kāi)發(fā)新能源替代傳統(tǒng)能源成為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的核心目標(biāo)。太陽(yáng)能作為自然界資源儲(chǔ)量最多的綠色可再生能源有著巨大的開(kāi)發(fā)潛力。將相變材料用于建筑領(lǐng)域可以充分利用太陽(yáng)能風(fēng)能等可再生能源實(shí)現(xiàn)節(jié)能采暖的目的。水合鹽相變材料以其廉價(jià)、高儲(chǔ)能密度、導(dǎo)熱性良好等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在建筑節(jié)能方面得到了廣泛的應(yīng)用,但它本身卻存在著相分離、過(guò)冷以及結(jié)塊等問(wèn)題。本文根據(jù)建筑儲(chǔ)能材料的使用溫度范圍需求,將水合鹽十二水硫酸鋁鉀和七水硫酸鎂按6:4的質(zhì)量比例進(jìn)行物理混合,經(jīng)過(guò)成核劑防結(jié)塊劑改性作用后,制備出低過(guò)冷度、不結(jié)塊、熱性能良好且循環(huán)性能穩(wěn)定的新型太陽(yáng)能建筑儲(chǔ)能相變材料。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.根據(jù)太陽(yáng)能建筑儲(chǔ)能相變材料的使用要求,對(duì)Na2S2O3·5H_2O和KAl(SO_4)_2·12H_2OMg SO_4·7H_2O水合鹽(6:4)進(jìn)行分析對(duì)比,并最終選取了KAl(SO_4)_2·12H_2O-Mg SO_4·7H_2O水合鹽(6:4)作為研究對(duì)象。2.為解決KAl(SO_4)_2·12H_2O-Mg SO_4·7H_2O水合鹽(6:4)的過(guò)冷問(wèn)題,分別用不同比例的四硼酸鈉、Ni SO_4·6H_2O和Mg Cl2·6H_2O等成核劑進(jìn)行改善處理。結(jié)果表明了3.0%的Mg Cl2·6H_2O對(duì)KAl(SO_4)_2·12H_2O-Mg SO_4·7H_2O水合鹽(6:4)的改性效果最佳,優(yōu)化后的水合鹽過(guò)冷度為1.2℃,相變溫度處于51℃左右,相變材料經(jīng)過(guò)50次熔化-凝固循環(huán)性能較為穩(wěn)定。3.為解決KAl(SO_4)_2·12H_2O-Mg SO_4·7H_2O水合鹽(6:4)的結(jié)塊問(wèn)題,分別用惰性粉末碳酸鈣、氧化鋁、氧化鈣以及表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺和十六烷基三甲基溴化銨等防結(jié)塊劑對(duì)KAl(SO_4)_2·12H_2O-Mg SO_4·7H_2O水合鹽(6:4)進(jìn)行改善,對(duì)比了惰性粉末和表面活性劑對(duì)水合鹽改性效果的優(yōu)劣。研究表明0.3%的十六烷基三甲基溴化銨和0.8%的十二烷基苯磺酸鈉搭配使用可以使復(fù)合水合鹽達(dá)到最佳的防結(jié)塊效果。優(yōu)化后的樣品經(jīng)200次熔化-凝固循環(huán)不出現(xiàn)結(jié)塊,相變溫度范圍為46.8℃~49.2℃,過(guò)冷度范圍為1.3℃~2.5℃,熱能釋放量可保持91.55%,穩(wěn)定性良好,適合作為建筑節(jié)能儲(chǔ)熱材料使用。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB34
【圖文】：

圖 2.2 五水硫代硫酸鈉的相分離現(xiàn)象圖可知在三次冷卻降溫過(guò)程中，五水硫代硫酸鈉晶體均卻過(guò)程材料溫度隨時(shí)間的的延長(zhǎng)逐漸遞減，直至恒定在體出現(xiàn)了嚴(yán)重的過(guò)冷問(wèn)題。為 KAl(SO4)2·12H2O-MgSO4·7H2O 水合鹽（6:4）三組的4)2·12H2O-MgSO4·7H2O 水合鹽（6:4）在溫度下降至 4程中溫度最高可達(dá)到 53.1℃，隨后進(jìn)入穩(wěn)定的放熱平臺(tái)由下圖 2.5 中熱分析曲線(xiàn)可知相變材料初始熔化溫度為料的初始熔化溫度，過(guò)冷度為理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶為 8.6℃、8.8℃和 7.5℃，該結(jié)果小于純 KAl(SO4)2·12H29.4℃和 13.5℃），樣品在冷卻過(guò)程中未出現(xiàn)相分離，表實(shí)起到了對(duì)單一水合鹽七水硫酸鎂和鉀明礬的過(guò)冷和

圖 2.3 差熱分析過(guò)程分析.4 為 Na2S2O3·5H2O 的 TG-DTA 曲線(xiàn)。DTA 曲線(xiàn)上出現(xiàn)了兩熱峰從 30.1℃開(kāi)始，但此時(shí)晶體的吸熱量很小，曲線(xiàn)變化幅0℃才開(kāi)始大量吸熱。第一個(gè)吸熱峰峰值溫度為 54.6℃，結(jié)束O3·5H2O 脫水相變?nèi)刍癁橐簯B(tài)的過(guò)程，水合鹽晶體達(dá)到相變成了硫代硫酸鈉水溶液，五水硫代硫酸鈉 TG 曲線(xiàn)進(jìn)入第一-10-8-6-4-2024681012ΔH=59.43DTA(μV)ΔH=427.13ΔH=195.65-16-14-12-10-8-6-4-20TG(mg)11.44％4.55％16.32％

NiSO4·6H2O改性過(guò)KAl(SO4)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 石超;雷聲;謝斌;;相變儲(chǔ)能材料的選擇制備及在建筑中的應(yīng)用研究[J];赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年07期

2 盛強(qiáng);邢玉明;王澤;;成核劑對(duì)八水氫氧化鋇相變材料過(guò)冷度的影響[J];化工新型材料;2015年02期

3 吳娟;龍新峰;;太陽(yáng)能熱化學(xué)儲(chǔ)能研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2014年12期

4 劉磊;羅躍;劉清云;劉翩翩;李凡;鄭苗;;有機(jī)鹽防結(jié)塊技術(shù)[J];鉆井液與完井液;2014年05期

5 吳娟;龍新峰;;熱化學(xué)儲(chǔ)能的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];現(xiàn)代化工;2014年09期

6 王光偉;韓蕾;郭麗娜;初楠;;太陽(yáng)能直接熱利用主要方式及應(yīng)用綜述[J];能源與環(huán)境;2014年04期

7 袁亞?wèn)|;祝志英;李鳳艷;楊雅君;;以十水硫酸鈉為相變材料的冰晶涼墊防結(jié)塊劑研究[J];石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào);2013年06期

8 李國(guó)柱;馮國(guó)會(huì);赫娜;李慧星;黃凱良;陳其針;莊克鵬;李宏;;不同冷卻溫度下相變材料Na_2SO_4·10H_2O的過(guò)冷行為[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2013年09期

9 王智平;田禾青;王克振;趙靜;熊文嘉;;鉀明礬基低共熔相變儲(chǔ)熱材料的制備與研究[J];人工晶體學(xué)報(bào);2013年03期

10 閆云飛;張智恩;張力;代長(zhǎng)林;;太陽(yáng)能利用技術(shù)及其應(yīng)用[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2012年S1期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 任遠(yuǎn);太陽(yáng)能光電建筑發(fā)電量預(yù)測(cè)方法研究[D];北京建筑大學(xué);2014年

2 張偉;復(fù)合肥料吸濕和結(jié)塊性能及防止研究[D];華東理工大學(xué);2012年

3 謝芳;相變建筑材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2805280