目前,環(huán)境污染和能源危機已經(jīng)成為全球的熱點問題,而建筑物（無論是商業(yè)或住宅）用熱是化石燃料消耗的主要來源。因此,構(gòu)建節(jié)能環(huán)保型建筑,降低建筑物對化石能源的依賴已成當務(wù)之急。利用具有高儲熱密度的相變材料可以有效地改善建筑物的采暖和降溫,降低建筑物能耗。但相變材料存在著過冷、相分離和泄漏等問題。本文將五水硫代硫酸鈉與海泡石相復(fù)合,制備出適于建筑物采暖使用的相變儲熱材料。主要研究內(nèi)容如下:1、為了解決五水硫代硫酸鈉的過冷和相分離問題,采用了添加成核劑和增稠劑的方法,并通過正交試驗設(shè)計,得到了成核劑二水硫酸鈣、氧化鋅和增稠劑CMC對五水硫代硫酸鈉的最佳配比為6%、4%和2%,同時對優(yōu)化后的五水硫代硫酸鈉材料進行了加熱-冷卻循環(huán)測試。2、通過對海泡石改性的實驗研究,得出了所用海泡石的最佳酸熱改性條件為5mol/L HCl、25℃下攪拌反應(yīng)24小時,并制得TiO2-海泡石多孔基體材料,增強了海泡石的吸附性能。3、將添加了成核劑和增稠劑的五水硫代硫酸鈉與TiO2-海泡石多孔基體材料進行復(fù)合,制得五水硫代硫酸鈉/TiO2-海泡石復(fù)合相變儲熱材料,有利于水分在材料中的保存。并通過綜合熱分析儀、SEM和X... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１步冷曲線實驗裝置示意圖??

浴溫度設(shè)定為７０°Ｃ。在溫度計讀數(shù)穩(wěn)定之后，繼續(xù)加熱直至三水醋酸鈉晶體完全熔??化并保溫３０分鐘。隨后取出試管室溫冷卻，每隔１分鐘記錄１次讀數(shù)，繪制步冷曲??線。實驗裝置如圖２．１所示。同時取１０ｇ五水硫代硫酸鈉作同樣處理后至于７０°Ｃ恒溫??水浴鍋中加熱至晶體完全熔化并保溫３０分鐘，取出后在室溫下冷卻并記錄溫度數(shù)據(jù)，??繪制步冷曲線。??］??ｎ?（ｒ?＝ｐ?［Ｔ＾??＿：：＿：：?Ｉ??溫度測量??水浴加熱?室溫冷卻??圖２．１步冷曲線實驗裝置示意圖??２．１．３結(jié)果分析??三水醋酸鈉與五水硫代硫酸鈉步冷曲線如圖２．２所示。根據(jù)結(jié)晶動力學(xué)原理，醋??酸鈉溶液和硫代硫酸鈉溶液在降溫冷卻過程中，晶體在溶液過飽和或過冷的推動作用??下開始結(jié)晶析出并釋放相變潛熱。三水醋酸鈉和五水硫代硫酸鈉理論相變溫度分別為??５８．２°Ｃ和４９．０°Ｃ，但在三次實驗中，當溫度低于２５°Ｃ后，兩種材料仍然沒有出現(xiàn)放熱??平臺，既材料在降溫過程中無明顯的相變潛熱釋放，這表明三水醋酸鈉和五水硫代硫??酸鈉出現(xiàn)了嚴重的過冷現(xiàn)象。??在觀察冷卻過程結(jié)束的試管時，可發(fā)現(xiàn)試管中的材料發(fā)生了分層現(xiàn)象，其分為三??部分：最上層為透明液體，中間層為重新結(jié)晶的材料晶體層，最底層由失去結(jié)晶水后??未溶解的材料顆粒沉淀而成。以五水硫代硫酸鈉的加熱熔化過程為例

升溫速率為５?°Ｃ／ｍｉｎ，敞口坩堝），對三水醋酸鈉和五水硫代硫酸鈉的脫水過程進行??分析，并由熱分析軟件計算得出測試材料的相變潛熱及相變峰值等結(jié)果。實驗裝置如??圖２．３所示。??圖２．３綜合熱分析儀??２．２．３結(jié)果分析??圖２．４為三水醋酸鈉的ＴＧ－ＤＴＡ曲線。在ＤＴＡ曲線上出現(xiàn)了兩個主要吸熱峰，??第一個吸熱峰峰值溫度為７３．８°Ｃ，第二個吸熱峰峰值在１１６．１°Ｃ。第一個吸熱峰是三??水醋酸鈉隨溫度的升高失去大部分結(jié)晶水形成醋酸鈉水溶液的過程，第二個吸熱峰為??液態(tài)水的汽化過程，水的汽化潛熱大，對應(yīng)的峰值也較大。兩個峰之間是較小的連續(xù)??波動的吸熱峰，表明三水醋酸鈉溶液在完全沸騰前水分蒸發(fā)逃逸現(xiàn)象劇烈。從ＴＧ曲??線看，三水醋酸鈉的失重可分為三個階段，第一階段對應(yīng)ＤＴＡ曲線上的第一個吸熱??峰，第二階段對應(yīng)的是兩峰之間連續(xù)波動的吸熱峰，第三階段對應(yīng)的是第二個吸熱峰。??三個階段的失重率分別為３．７１％、１４．８３％和１９．７２％


本文編號：3006032