本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱增強(qiáng)型聚醚基復(fù)合相變材料的制備與性能

  更多相關(guān)文章： 相變儲(chǔ)能材料 溶膠-凝膠法 導(dǎo)熱增強(qiáng) 摻雜

【摘要】：本論文中采用溶膠-凝膠法制備了導(dǎo)熱增強(qiáng)的復(fù)合定形相變儲(chǔ)能材料。以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體,通過水解縮合制備的無機(jī)SiO2為網(wǎng)絡(luò)支撐材料,以具有高相變焓值的聚乙二醇(PEG6000)作為復(fù)合材料中的相變儲(chǔ)能組分,通過摻雜Ti4O7、CF以及金屬泡沫Ni制備出導(dǎo)熱增強(qiáng)、儲(chǔ)熱能力強(qiáng)且定形效果優(yōu)異的復(fù)合相變儲(chǔ)能材料。通過酸堿溶膠-凝膠法經(jīng)過原位摻雜鈦黑(Ti4O7),制備了復(fù)合定形相變儲(chǔ)能材料Ti4O7/PEG/SiO2。實(shí)驗(yàn)中通過SEM、FT-IR、XRD、DSC、TG、導(dǎo)熱系數(shù)和光熱轉(zhuǎn)換測(cè)試,以及儲(chǔ)放熱能力測(cè)試等對(duì)材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性能的表征。測(cè)試結(jié)果表明：各個(gè)材料之間僅僅是物理上的復(fù)合,PEG被束縛在SiO2的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,所以該復(fù)合材料在相變過程中不會(huì)發(fā)生漏液現(xiàn)象,具有優(yōu)異的定形相變性能。復(fù)合材料由于添加了Ti4O7,導(dǎo)熱系數(shù)提高,儲(chǔ)放熱速率加快,而且Ti4O7在紫外-可見區(qū)具有較強(qiáng)的光吸收與光熱轉(zhuǎn)換能力,從而可用于占太陽輻射能45%的紫外-可見高能光的捕集與利用,從而提升太陽能利用效率。當(dāng)材料中Ti4O7含量達(dá)到3%時(shí),相變焓值為145.0J/g,導(dǎo)熱系數(shù)為0.45W/(m·K),在360℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性。通過酸堿催化溶膠-凝膠法原位摻雜碳纖維(CF),制得了復(fù)合定形相變儲(chǔ)能材料CF/PEG/SiO2。CF既具有較強(qiáng)的導(dǎo)熱性能,又具備一定的光吸收與光熱轉(zhuǎn)換能力,與純PEG相比復(fù)合材料CF/PEG/SiO2儲(chǔ)放熱速率快,光熱轉(zhuǎn)換性能優(yōu)異。SEM結(jié)果表明復(fù)合材料中Si02的多孔結(jié)構(gòu)被PEG和CF完全填充,當(dāng)達(dá)到相變溫度時(shí)由于Si02的支撐與束縛作用而不會(huì)發(fā)生漏液現(xiàn)象。紅外分析表明復(fù)合材料中未生成新的物質(zhì),XRD表明復(fù)合材料具有結(jié)晶特性。CF含量為2%時(shí),相變焓值為159.1 J/g,導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)0.44W/(m-K),與PEG/SiO2復(fù)合PCMs相比,導(dǎo)熱增強(qiáng)率為69.2%,復(fù)合材料在340℃以下具有很好的穩(wěn)定性。通過酸堿催化溶膠-凝膠法與真空浸漬法制備了復(fù)合定形相變儲(chǔ)能材料PEG/SiO2-Ni。金屬泡沫吸附硅溶膠與PEG的混合物,加熱逐漸變?yōu)槟z,無機(jī)Si02和金屬泡沫骨架對(duì)相變組分PEG具有保護(hù)作用,使復(fù)合材料達(dá)到相變溫度時(shí)不漏液。DSC、TG表明復(fù)合材料具有高的相變焓值,在340℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性。PEG/SiO2-Ni復(fù)合定形PCMs導(dǎo)熱系數(shù)為0.41W/(m·K),與PEG/SiO2復(fù)合PCMs相比,其導(dǎo)熱增強(qiáng)率為57.7%,升、降溫曲線的測(cè)試結(jié)果表明材料儲(chǔ)放熱速率明顯加快。
【關(guān)鍵詞】：相變儲(chǔ)能材料 溶膠-凝膠法 導(dǎo)熱增強(qiáng) 摻雜
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 1 文獻(xiàn)綜述11-31
• 1.1 無機(jī)相變儲(chǔ)能材料11-12
• 1.2 有機(jī)相變儲(chǔ)能材料12-23
• 1.2.1 有機(jī)固-液相變儲(chǔ)能材料13-16
• 1.2.2 有機(jī)固-固相變儲(chǔ)能材料16-23
• 1.3 復(fù)合相變儲(chǔ)能材料23-28
• 1.3.1 溶膠凝膠型23-25
• 1.3.2 多孔基吸附型25-27
• 1.3.3 核殼結(jié)構(gòu)型27-28
• 1.4 復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用28-29
• 1.4.1 在電池方面的利用28
• 1.4.2 在建筑領(lǐng)域的利用28-29
• 1.4.3 在太陽能方面的利用29
• 1.4.4 在紡織方面的利用29
• 1.5 本論文的設(shè)計(jì)思想29-31
• 2 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備及性能研究31-48
• 2.1 前言31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器31-32
• 2.2.2 PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備32
• 2.2.3 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備32-33
• 2.2.4 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的測(cè)試及其表征33
• 2.3 結(jié)果與討論33-46
• 2.3.1 PEG/SiO_2復(fù)合PCMs中PEG含量的確定33-35
• 2.3.2 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備35-36
• 2.3.3 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的定形效果36-37
• 2.3.4 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的SEM與EDS表征37-38
• 2.3.5 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的紅外表征38-39
• 2.3.6 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的XRD表征39-40
• 2.3.7 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的熱性能表征40-41
• 2.3.8 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的熱穩(wěn)定性測(cè)試41-42
• 2.3.9 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的導(dǎo)熱性能測(cè)試42-43
• 2.3.10 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的光熱轉(zhuǎn)換性能測(cè)試43-45
• 2.3.11 Ti_4O_7/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的儲(chǔ)放熱速率測(cè)試45-46
• 2.4 小結(jié)46-48
• 3 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備及性能研究48-61
• 3.1 前言48
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分48-50
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器48-49
• 3.2.2 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備49
• 3.2.3 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的測(cè)試及其表征49-50
• 3.3 結(jié)果與討論50-60
• 3.3.1 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的制備50-51
• 3.3.2 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的定形效果51
• 3.3.3 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的SEM表征51-52
• 3.3.4 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的紅外光譜表征52-53
• 3.3.5 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的結(jié)晶性能表征53
• 3.3.6 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的熱性能表征53-55
• 3.3.7 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的熱穩(wěn)定性表征55-56
• 3.3.8 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的導(dǎo)熱性能測(cè)試56
• 3.3.9 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的光熱轉(zhuǎn)換測(cè)試56-58
• 3.3.10 CF/PEG/SiO_2復(fù)合PCMs的儲(chǔ)放熱速率測(cè)試58-60
• 3.4 小結(jié)60-61
• 4 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合PCMs的制備及性能研究61-71
• 4.1 前言61
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分61-63
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器61-62
• 4.2.2 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合PCMs的制備62
• 4.2.3 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的測(cè)試及表征62-63
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論63-70
• 4.3.1 PEG-Ni復(fù)合PCMs的制備63
• 4.3.2 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的制備63-64
• 4.3.3 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的定形效果64
• 4.3.4 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的光學(xué)顯微鏡照片64-65
• 4.3.5 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的XRD表征65
• 4.3.6 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的熱性能表征65-66
• 4.3.7 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的熱穩(wěn)定性測(cè)試66-68
• 4.3.8 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試68
• 4.3.9 PEG/SiO_2-Ni復(fù)合定形PCMs的儲(chǔ)放熱速率測(cè)試68-70
• 4.4 小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張萍麗,劉靜偉;相變材料在紡織服裝中的應(yīng)用[J];上海紡織科技;2002年05期

2 張萍麗,劉靜偉;相變材料在紡織服裝中的應(yīng)用[J];北京紡織;2002年04期

3 鐘學(xué)明,肖金輝,鄧安民,舒紅英;相變材料及其在貯熱中的應(yīng)用[J];江西化工;2003年04期

4 樊耀峰,張興祥;有機(jī)固-固相變材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2003年07期

5 葉宏,何漢峰,葛新石,徐斌;利用焓法和有效熱容法對(duì)定形相變材料熔解過程分析的比較研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2004年04期

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

7 ;從紡織到航天 相變材料應(yīng)用前景廣闊[J];中國高�？萍寂c產(chǎn)業(yè)化;2006年04期

8 葉宏;張栓勤;莊雙勇;楊泰蓉;王西耀;;相變材料模擬金屬板熱特性的理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J];兵工學(xué)報(bào);2006年03期

9 呂舒眉;張拴勤;連長(zhǎng)春;黃長(zhǎng)庚;;相變材料紅外特征模擬的理論和實(shí)驗(yàn)研究[J];兵工學(xué)報(bào);2007年04期

10 李建立;薛平;丁文贏;韓晉民;孫國林;;定形相變材料研究現(xiàn)狀[J];化工進(jìn)展;2007年10期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫蓉;;高效熱能存儲(chǔ)微結(jié)構(gòu)相變材料[A];先進(jìn)潤(rùn)滑抗磨材料研討會(huì)論文集（PPT版）[C];2007年

2 段玉情;康丁;西鵬;劉然;何春娥;;超分子聚乙醇類固-固相變材料的研究[A];“力恒杯”第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)應(yīng)用及低碳紡織研討會(huì)論文集[C];2011年

3 劉芳;于航;;相變材料蓄能研究進(jìn)展及其應(yīng)用[A];上海市制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

4 劉太奇;褚金芳;師奇松;楊麗燕;李潭秋;楊東輝;吳曉;溫玉全;;相變材料的制備及自調(diào)溫功能服裝的研制開發(fā)[A];中國化工學(xué)會(huì)2009年年會(huì)暨第三屆全國石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇會(huì)議論文集（下）[C];2009年

5 種凈植;楊小鳳;莊春龍;鄧仲安;;冬季工況下定形相變材料的熱特性實(shí)驗(yàn)研究[A];2007年西南地區(qū)暖通空調(diào)及熱能動(dòng)力學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

6 章學(xué)來;盛青青;楊培瑩;呂磊磊;葉金;;石蠟相變材料蓄熱過程實(shí)驗(yàn)研究[A];上海市制冷學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

7 于樹軒;章學(xué)來;施敏敏;;石蠟相變材料強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究[A];上海市制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

8 黃育華;詹武剛;;一種綜合利用相變材料的節(jié)能系統(tǒng)[A];第十四屆西南地區(qū)暖通空調(diào)熱能動(dòng)力學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

9 潘毅群;;相變材料式蓄冷槽的模型建立及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[A];全國暖通空調(diào)制冷1998年學(xué)術(shù)文集[C];1998年

10 李震;張寅平;江億;;蓄能相變材料相變區(qū)比熱特性對(duì)其蓄換熱性能的影響[A];全國暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱青 劉朝輝 宋長(zhǎng)友;相變材料在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[N];中國建設(shè)報(bào);2005年

2 本報(bào)記者 陳丹;朝朝暮暮各不同[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

3 劉霞;相變材料能在0.5納秒內(nèi)快速切換[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

4 西南大學(xué)園藝園林學(xué)院 羅慶熙　劉彥辰;新興節(jié)能技術(shù)用于溫室材料[N];中國花卉報(bào);2012年

5 張邁建;科技與時(shí)尚握手[N];中國紡織報(bào);2007年

6 酒業(yè);德國發(fā)明智能飲料杯可控溫啤酒[N];中國包裝報(bào);2009年

7 史博臻;“凝膠”造就天然“空調(diào)墻”[N];文匯報(bào);2012年

8 翻譯 龔雪;綠色建筑未來的五大趨勢(shì)[N];中華建筑報(bào);2011年

9 許曉東;盛夏 家居可以不用空調(diào)[N];消費(fèi)日?qǐng)?bào);2007年

10 記者 陳敏　通訊員 胡敏;沒有空調(diào),房子也能自我調(diào)控溫度[N];寧波日?qǐng)?bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃昭雯;LiNO_3-KCl/膨脹石墨復(fù)合相變材料的制備及性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 胡志培;基于相變材料熔化特性的蓄熱裝置強(qiáng)化傳熱研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

3 韓延龍;基于相變材料的核救災(zāi)機(jī)器人電子器件熱防護(hù)研究[D];華東理工大學(xué);2016年

4 謝標(biāo);復(fù)合相變材料儲(chǔ)能及熱控的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

5 趙盼盼;固固復(fù)合相變材料制備及性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

6 梁書恩;納米膠囊化相變材料的制備及應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

7 楊佳霖;潛熱蓄熱相變過程換熱強(qiáng)化研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

8 方昕;面向儲(chǔ)熱的復(fù)合相變材料熱物性表征及調(diào)控機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2016年

9 孟多;定形相變材料的制備與建筑節(jié)能應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2010年

10 張平;石蠟類相變材料的設(shè)計(jì)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

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉鑫;無機(jī)物包覆正十四烷微膠囊相變材料研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 吳偉雄;基于相變材料的動(dòng)力電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)及仿真研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

3 王罡;APP/CFA膨脹阻燃石蠟—聚丙烯定形相變材料的制備與研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

4 張慶;脂肪酸復(fù)合相變材料的制備及其在日光溫室中的應(yīng)用[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 朱峰;復(fù)合相變材料太陽能蓄熱器性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

6 彭瑩;中低溫有機(jī)固—固相變材料的制備及其熱性能研究[D];陜西理工學(xué)院;2015年

7 王立勛;相變蓄熱/冷換熱器的傳熱特性研究[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2015年

8 劉春英;相變儲(chǔ)熱材料的封裝優(yōu)化及在寒區(qū)村鎮(zhèn)中的應(yīng)用效果[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 王雪皎;相變材料過冷跨季節(jié)蓄能地板采暖系統(tǒng)模擬[D];華北電力大學(xué);2015年

10 韓玉維;過冷水合鹽相變材料釋熱特性模擬研究[D];華北電力大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：840913