石蠟/泡沫炭定形復(fù)合相變儲能材料的制備與性能研究
發(fā)布時間:2022-10-15 16:43
相變儲能材料(PCMs)具備儲能密度大、相變循環(huán)近似等溫和能反復(fù)循環(huán)應(yīng)用等諸多優(yōu)點,在新能源的開發(fā)與利用以及工業(yè)余熱和廢熱回收等領(lǐng)域都非常具有應(yīng)用前景。固-液相變儲能材料存在兩個技術(shù)難題:穩(wěn)定性差和導(dǎo)熱率低。相變材料滲漏會造成對基底材料的腐蝕,力學(xué)性能變差;導(dǎo)熱率低會導(dǎo)致相變材料儲熱和放熱速率降低,影響使用效果。本文采用泡沫炭基底封裝石蠟的方法,結(jié)合熱學(xué)性能測試和結(jié)構(gòu)分析,主要取得以下三個方面的研究成果:(1)泡沫炭前驅(qū)體的制備及其微觀孔結(jié)構(gòu)研究。以淀粉為原料,采用真空冷凍干燥的方法,制成泡沫炭前驅(qū)體。泡沫炭前驅(qū)體表面生成了不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu),隨著淀粉濃度的升高,層狀結(jié)構(gòu)愈加致密;采用碳熱還原方法制備泡沫炭,泡沫炭內(nèi)部的三維立體網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)可以通過淀粉濃度和炭化溫度進行控制。通過對生成的炭結(jié)構(gòu)進行拉曼光譜分析,判斷樣品不是純的無定型炭,并有少量的石墨結(jié)構(gòu)存在。(2)石蠟/泡沫炭定形復(fù)合相變儲能材料(PCF)的制備與分析。實驗選用石蠟作為相變材料,采用真空浸漬和常壓吸附兩種方法進行填充。通過對比確定真空環(huán)境下最佳浸漬時間為30min,常壓條件下最佳吸附時間為5h。真空環(huán)境條件下石蠟吸附率最大...
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 相變儲能材料
1.2.1 有機相變材料
1.2.2 無機相變材料
1.3 相變儲能材料的篩選原則
1.4 相變儲能材料的研究現(xiàn)狀
1.4.1 復(fù)合相變儲能材料的研究現(xiàn)狀
1.4.2 導(dǎo)熱增強型相變儲能材料的研究現(xiàn)狀
1.5 泡沫炭研究現(xiàn)狀
1.6 研究目的與意義
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究意義
1.6.3 論文已完成工作量
第二章 實驗原料及測試表征
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器與設(shè)備
2.3 分析與測試方法
2.3.1 顯微形貌分析
2.3.2 炭的形態(tài)測試
2.3.3 化學(xué)相容性分析
2.3.4 熱物理性能測試
2.3.5 熱穩(wěn)定性分析
2.3.6 導(dǎo)熱率測試與計算
第三章 泡沫炭基體的制備及性能表征
3.1 引言
3.2 實驗原理及方案
3.2.1 泡沫炭前驅(qū)體的制備
3.2.2 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)泡沫炭的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 海綿狀泡沫炭前驅(qū)體與泡沫炭基底的宏觀形貌分析
3.3.2 CF的SEM微觀形貌分析
3.3.3 拉曼光譜分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 石蠟/泡沫炭定形復(fù)合相變儲能材料的制備和分析
4.1 引言
4.2 實驗方案
4.2.1 實驗方法
4.2.2 浸漬時間對石蠟吸附量的影響
4.3 石蠟/泡沫炭相變儲能材料的制備
4.3.1 常壓吸附
4.3.2 真空浸漬
4.3.3 常壓吸附和真空浸漬對比
4.4 PCF形貌分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 石蠟/泡沫炭復(fù)合相變儲能材料的熱物性能和循環(huán)穩(wěn)定性分析
5.1 引言
5.2 熱物性能
5.2.1 FTIR分析
5.2.2 DSC分析
5.2.3 TGA分析
5.3 循環(huán)穩(wěn)定性
5.3.1 FTIR分析
5.3.2 DSC分析
5.3.3 循環(huán)前后SEM分析
5.4 導(dǎo)熱率的計算
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]相變材料微膠囊的制備及應(yīng)用[J]. 曹虹霞,李和玉,張健飛. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(01)
[2]相變材料微膠囊在紡織品中的研究發(fā)展[J]. 蘇小燕. 現(xiàn)代紡織技術(shù). 2011(01)
[3]相變儲能材料的研究進展[J]. 王鵬,姜龍,張寶云,方東. 化學(xué)工程與裝備. 2010(01)
[4]石蠟/膨脹石墨相變儲能復(fù)合材料的研制[J]. 趙建國,郭全貴,高曉晴,魏興海,史景利,要立中,劉朗. 新型炭材料. 2009(02)
[5]聚合物基相變儲能材料的研究與發(fā)展[J]. 張偉,張薇,張師軍. 塑料. 2008(01)
[6]添加碳素復(fù)(混)合相變儲熱材料的研究及應(yīng)用進展[J]. 湛立智,李素平,張正國,方曉明. 化工進展. 2007(12)
[7]低溫相變蓄熱材料研究進展[J]. 凌雙梅,高學(xué)農(nóng),尹輝斌. 廣東化工. 2007(03)
[8]相變儲能材料的研究及應(yīng)用[J]. 張靜,丁益民,陳念貽. 鹽湖研究. 2005(03)
[9]金屬相變儲能與技術(shù)的研究與發(fā)展[J]. 孫建強,張仁元. 材料導(dǎo)報. 2005(08)
[10]相變儲能材料應(yīng)用研究[J]. 尚燕,張雄. 西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(02)
本文編號:3691667
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 相變儲能材料
1.2.1 有機相變材料
1.2.2 無機相變材料
1.3 相變儲能材料的篩選原則
1.4 相變儲能材料的研究現(xiàn)狀
1.4.1 復(fù)合相變儲能材料的研究現(xiàn)狀
1.4.2 導(dǎo)熱增強型相變儲能材料的研究現(xiàn)狀
1.5 泡沫炭研究現(xiàn)狀
1.6 研究目的與意義
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究意義
1.6.3 論文已完成工作量
第二章 實驗原料及測試表征
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器與設(shè)備
2.3 分析與測試方法
2.3.1 顯微形貌分析
2.3.2 炭的形態(tài)測試
2.3.3 化學(xué)相容性分析
2.3.4 熱物理性能測試
2.3.5 熱穩(wěn)定性分析
2.3.6 導(dǎo)熱率測試與計算
第三章 泡沫炭基體的制備及性能表征
3.1 引言
3.2 實驗原理及方案
3.2.1 泡沫炭前驅(qū)體的制備
3.2.2 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)泡沫炭的制備
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 海綿狀泡沫炭前驅(qū)體與泡沫炭基底的宏觀形貌分析
3.3.2 CF的SEM微觀形貌分析
3.3.3 拉曼光譜分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 石蠟/泡沫炭定形復(fù)合相變儲能材料的制備和分析
4.1 引言
4.2 實驗方案
4.2.1 實驗方法
4.2.2 浸漬時間對石蠟吸附量的影響
4.3 石蠟/泡沫炭相變儲能材料的制備
4.3.1 常壓吸附
4.3.2 真空浸漬
4.3.3 常壓吸附和真空浸漬對比
4.4 PCF形貌分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 石蠟/泡沫炭復(fù)合相變儲能材料的熱物性能和循環(huán)穩(wěn)定性分析
5.1 引言
5.2 熱物性能
5.2.1 FTIR分析
5.2.2 DSC分析
5.2.3 TGA分析
5.3 循環(huán)穩(wěn)定性
5.3.1 FTIR分析
5.3.2 DSC分析
5.3.3 循環(huán)前后SEM分析
5.4 導(dǎo)熱率的計算
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]相變材料微膠囊的制備及應(yīng)用[J]. 曹虹霞,李和玉,張健飛. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(01)
[2]相變材料微膠囊在紡織品中的研究發(fā)展[J]. 蘇小燕. 現(xiàn)代紡織技術(shù). 2011(01)
[3]相變儲能材料的研究進展[J]. 王鵬,姜龍,張寶云,方東. 化學(xué)工程與裝備. 2010(01)
[4]石蠟/膨脹石墨相變儲能復(fù)合材料的研制[J]. 趙建國,郭全貴,高曉晴,魏興海,史景利,要立中,劉朗. 新型炭材料. 2009(02)
[5]聚合物基相變儲能材料的研究與發(fā)展[J]. 張偉,張薇,張師軍. 塑料. 2008(01)
[6]添加碳素復(fù)(混)合相變儲熱材料的研究及應(yīng)用進展[J]. 湛立智,李素平,張正國,方曉明. 化工進展. 2007(12)
[7]低溫相變蓄熱材料研究進展[J]. 凌雙梅,高學(xué)農(nóng),尹輝斌. 廣東化工. 2007(03)
[8]相變儲能材料的研究及應(yīng)用[J]. 張靜,丁益民,陳念貽. 鹽湖研究. 2005(03)
[9]金屬相變儲能與技術(shù)的研究與發(fā)展[J]. 孫建強,張仁元. 材料導(dǎo)報. 2005(08)
[10]相變儲能材料應(yīng)用研究[J]. 尚燕,張雄. 西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(02)
本文編號:3691667
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