本文關(guān)鍵詞：氧化鋅包覆正二十烷相變材料微膠囊的合成及性能研究

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【摘要】：能源短缺已經(jīng)成為限制人類(lèi)發(fā)展的重要因素和世界各國(guó)面臨的共同問(wèn)題,提高能源利用的效率的同時(shí)開(kāi)發(fā)可再生的能源材料成為刻不容緩的任務(wù)。但是在實(shí)際操作中,由于能源的供應(yīng)與需求均具有較強(qiáng)的空間性和時(shí)間性,使得使用過(guò)程中同樣會(huì)造成能源的不必要的損失與消耗。而相變儲(chǔ)能材料作為一種在一定溫度范圍內(nèi)通過(guò)改變其物理狀態(tài)來(lái)達(dá)到儲(chǔ)能效果的儲(chǔ)能材料無(wú)疑會(huì)在能源利用領(lǐng)域發(fā)揮其重要的作用。將相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行有效的封裝使其微膠囊化,在使相變儲(chǔ)能材料保持其宏觀固態(tài)的形態(tài)的同時(shí)為其提供了更大的傳熱面積和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,緩解固-液相變儲(chǔ)能材料穩(wěn)定性差、熱導(dǎo)率低、以及體積變化大等方面的固有問(wèn)題,簡(jiǎn)化了相變儲(chǔ)能材料的制備和使用工藝,為固-液相變儲(chǔ)能材料與結(jié)構(gòu)材料的結(jié)合使用提供了新的思路和方法,將其應(yīng)用領(lǐng)域大大外延。很多研究者已經(jīng)開(kāi)始著眼于對(duì)相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行有效的微膠囊化封裝這一重要技術(shù),使其成為了當(dāng)前相變儲(chǔ)能材料研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本課題設(shè)計(jì)了一種以氧化鋅壁包覆正二十烷芯的微膠囊復(fù)合相變儲(chǔ)能材料(MEPCMs),同時(shí)兼具抗菌性與光降解有機(jī)污染物的特性,符合醫(yī)用繃帶中抗菌保溫材料的應(yīng)用要求。合成中選用正二十烷(n-eicosane)為芯材,以氧化鋅(ZnO)為微膠囊壁材。實(shí)驗(yàn)時(shí)以十二烷基磺酸鈉(SDS)為乳化劑將正二十烷有效的均勻分散于N,N-二甲基甲酰胺體系中,并使正二十烷液滴表面帶有負(fù)電,使得加入的鋅離子吸附于油滴表面,與堿性沉淀劑反應(yīng),在其表面均勻沉積形成致密氫氧化鋅(Zn(OH)2)殼,再經(jīng)由陳化過(guò)程形成最終的ZnO多功能復(fù)合相變微膠囊。通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)配比,合成了一系列的微膠囊,并用X射線(xiàn)粉末衍射(XRD)跟蹤了Zn(OH)2殼體向ZnO殼體的整個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。其中合成的ZnO微膠囊的化學(xué)組成以及表面元素分析使用到傅里葉紅外(FTIR),X光能量色散(EDX),X光電子能譜法(XPS)進(jìn)行測(cè)定。形態(tài)學(xué)分析使用到掃描電子顯微鏡(SEM),表明了其粒徑均勻性和其明顯的核殼結(jié)構(gòu)。差示掃描量熱測(cè)試(DSC)表明所制備的微膠囊具有較高的儲(chǔ)熱能力,且相變材料的包覆效率和儲(chǔ)能效率隨著正二十烷/Zn(CH3COO)2·2H2O質(zhì)量比的增大而增大。使用熱失重分析(TG), FTIR和DSC進(jìn)一步證明了合成的微膠囊具有良好的應(yīng)用工作穩(wěn)定性和可依賴(lài)性。此外,功能性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明此微膠囊在光降解有機(jī)污染物和抗菌方面都有良好的效果。結(jié)合相變微膠囊的本身的相變儲(chǔ)能功能,此ZnO復(fù)合相變微膠囊成為具有多功能的相變儲(chǔ)能材料,大大拓寬了適用范圍,具有非常大的應(yīng)用潛力。
【關(guān)鍵詞】：功能性微膠囊 氧化鋅 相變儲(chǔ)能 抗菌性 光降解
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 結(jié)論13-29
• 1.1 相變儲(chǔ)能材料概述13-21
• 1.1.1 相變儲(chǔ)能材料的分類(lèi)14-16
• 1.1.1.1 固-液相變儲(chǔ)能材料14-15
• 1.1.1.2 固-固相變儲(chǔ)能材料15-16
• 1.1.2 相變儲(chǔ)能材料的蓄熱機(jī)理及特點(diǎn)16
• 1.1.3 相變儲(chǔ)能材料的選擇以及應(yīng)用改進(jìn)16-18
• 1.1.3.1 相變儲(chǔ)能材料的選擇16-17
• 1.1.3.2 相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用改進(jìn)17-18
• 1.1.4 相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用18-21
• 1.1.4.1 相變儲(chǔ)能材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用18-20
• 1.1.4.2 相變儲(chǔ)能材料在紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用20
• 1.1.4.3 相變儲(chǔ)能材料在保存和運(yùn)輸溫敏材料上的應(yīng)用20-21
• 1.1.4.4 相變儲(chǔ)能材料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用21
• 1.2 微膠囊技術(shù)的簡(jiǎn)介21-22
• 1.3 微膠囊復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備方法及原理22-23
• 1.4 微膠囊相變儲(chǔ)能材料的研究進(jìn)展23-24
• 1.5 氧化鋅微膠囊壁材簡(jiǎn)介24-26
• 1.5.1 氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)25
• 1.5.2 氧化鋅的光電性能25-26
• 1.5.2.1 光催化性能25-26
• 1.5.2.2 電學(xué)性能26
• 1.5.3 納米氧化鋅的制備26
• 1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)26-29
• 1.6.1 本課題的研究?jī)?nèi)容26-27
• 1.6.2 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)27-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分29-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及試劑29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器29
• 2.3 氧化鋅包覆正二十烷微膠囊的實(shí)驗(yàn)合成29-30
• 2.3.1 合成方法29-30
• 2.3.2 不同核殼比的微膠囊的實(shí)驗(yàn)合成30
• 2.4 測(cè)試與表征方法30-33
• 2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡30
• 2.4.2 X射線(xiàn)能量色散光譜儀(EDX)30
• 2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)30-31
• 2.4.4 傅里葉紅外光譜分析(FTIR)31
• 2.4.5 X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)31
• 2.4.6 X射線(xiàn)衍射(XRD)31
• 2.4.7 熱失重分析(TG)31
• 2.4.8 差示掃描量熱(DSC)31
• 2.4.9 室溫紫外光條件下降解有機(jī)污染物功能的表征31-32
• 2.4.10 對(duì)不同菌種的抗菌有效性分析32-33
• 第三章 結(jié)果和討論33-61
• 3.1 合成機(jī)理33-35
• 3.2 微膠囊的化學(xué)組成分析35-40
• 3.3 微膠囊的微觀結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)分析40-45
• 3.4 微膠囊的相變性能和能量?jī)?chǔ)存性能45-50
• 3.5 微膠囊的熱穩(wěn)定性和應(yīng)用循環(huán)耐用性50-55
• 3.6 微膠囊的光降解性55-57
• 3.7 微膠囊的抗菌性57-61
• 第四章 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 致謝69-71
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-73
• 作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介73-74
• 附件74-75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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本文編號(hào)：852712