將傳統(tǒng)建筑材料與復合相變材料結(jié)合形成相變儲能建筑材料,可以發(fā)揮其儲能控溫特性,減少空調(diào)和采暖的運行時間,降低空調(diào)和采暖能耗,實現(xiàn)建筑節(jié)能。本文首先將癸酸（CA）分別與棕櫚酸（PA）、十六醇（H）及切片石蠟（PC）熔融共混制備出三種癸酸基復合相變材料。通過物理吸附法使液態(tài)CA-PA、CA-H及CA-PC均勻吸附于膨脹石墨（EG）的孔隙結(jié)構(gòu)中,制備了三種新型膨脹石墨基復合相變材料。同時,采用微封裝法將CA-PC/EG與石膏粉按不同質(zhì)量配比進行摻混復合,制備了具有儲能控溫性能的相變儲能石膏板,并得到以下結(jié)論:（1）CA-PA、CA-H及CA-PC最佳質(zhì)量配比分別為86∶14、74∶26、81∶19,共晶溫度分別為22.1℃、24.5℃、27.4℃。采用傅里葉紅外光譜儀（FT-IR）研究了三者的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)CA與PA、H、PC是通過分子力作用在一起,沒有發(fā)生化學反應。經(jīng)過400⁵00次冷熱加速循環(huán),熱循環(huán)穩(wěn)定性良好。同時,根據(jù)差示掃描量熱儀（DSC）得到CA-PA、CA-H及CA-PC的相變溫度分別為21.78℃、24.22℃和26.99℃,相應的相變潛熱為154.7J/g... 

【文章來源】：江西理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實驗裝置示意圖

第二章癸酸基二元低共熔混合物的制備及性能研究23的點。此外，二元共晶體系相圖由四個相區(qū)組成，分別是液相區(qū)（L）、A組分固液共存相區(qū)（A+L）、B組分固液共存相區(qū)（B+L）、固相區(qū)（S）。圖2.2二元共晶體系相圖張寅平等[123]根據(jù)熱力學第二定律及相平衡理論，推導出二元及多元共晶體系的各組分的液相線方程：11ln=iiimHXRTT(2-1)式中：Xi表示第i種組分的摩爾分數(shù)，其和為1；Hi表示第i種組分的熔化潛熱，J/mol；R表示氣體常數(shù)，8.315J/(mol·K)；Ti、Tm分別表示第i種組分和多元共晶體系的熔點，K。將上文四種物質(zhì)的相變潛熱和相變溫度及其分子量代入式2-1中計算，可分別得到CA-PA、CA-H、CA-PC三種二元共晶體系的液相線方程：3474.405ln11.471-6682.908ln19.948-CAmPAmXTXT(2-2)3474.405ln11.471-7026.824ln21.856-CAmHmXTXT(2-3)3474.405ln11.471-8261.903ln25.511-CAmPCmXTXT(2-4)

第二章癸酸基二元低共熔混合物的制備及性能研究25分配比的二元混合物的相變溫度變化規(guī)律，從而繪制出二元共晶體系的T-X相圖。單一脂肪酸CA與PA的步冷曲線如圖2.4(a)所示。從圖2.4(a)中可以看出，CA和PA在降溫階段均發(fā)生了結(jié)晶現(xiàn)象，其中CA的結(jié)晶溫度為30.4℃，PA的結(jié)晶溫度為61.6℃。不同配比下的CA-PA二元混合物的的步冷曲線如圖2.4(b)和圖2.4(c)所示。圖2.4(b)是配比變化較大的CA-PA的步冷曲線。圖2.4(b)中二元復合材料均產(chǎn)生了相變，其中CA與PA的配比分別為1∶4、2∶3、3∶2、4∶1、9∶1時，對應的相變溫度為53.8、46.9、34.9、24.1、23.5℃。圖2.4(c)是低共熔點附近不同配比的CA-PA的步冷曲線。從圖2.4(c)中可以看出，不同配比的CA-PA低共熔混合物都出現(xiàn)了結(jié)晶現(xiàn)象，其中CA的質(zhì)量分數(shù)分別為85%、86%、87%時，相應的結(jié)晶溫度為22.5、22.1、22.6℃。（a）CA與PA純物質(zhì)（b）CA-PA二元混合物（c）CA-PA混合物低共熔點附近配比圖2.4CA、PA及CA-PA混合物的步冷曲線圖2.5是根據(jù)上述質(zhì)量配比對應的結(jié)晶溫度所繪制的CA-PA二元體系的T-X相圖。由圖2.5可知，體系的共晶溫度隨著CA質(zhì)量分數(shù)的增加先減小后增大，在CA的質(zhì)量分數(shù)為86%時，體系的共晶溫度達到最低值22.1℃。因此，CA-PA的最佳質(zhì)量配比為86∶14，其相變溫度為22.1℃。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚氨酯微膠囊相變材料的制備及性能[J]. 辛成,陸少鋒,申天偉,肖超鵬,張永生.  現(xiàn)代化工. 2019(03)
[2]膨脹石墨基定型相變材料研究進展[J]. 劉孟然,王攀,李建立,姜璐,王洋洋.  化工新型材料. 2018(12)
[3]膨脹石墨的制備方法及應用研究進展[J]. 高志勇,張晚佳.  貴州大學學報(自然科學版). 2018(06)
[4]有機-無機復合相變材料的研究進展[J]. 何媚質(zhì),楊魯偉,張振濤.  化工進展. 2018(12)
[5]癸醇-棕櫚酸/膨脹石墨低溫復合相變材料的制備與性能[J]. 周孫希,章學來,劉升,陳啟楊,徐笑鋒,王迎輝.  化工學報. 2019(01)
[6]天然石墨的研究與應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 曹舒婷,馬名杰.  河南化工. 2018(07)
[7]相變儲能微納米膠囊的制備及性能[J]. 張桂霞,張明菁,丁偉杰,王凱麗,王輝,于志敏.  大連工業(yè)大學學報. 2018(03)
[8]高導熱膨脹石墨/硬脂酸定形相變儲能復合材料的制備及儲/放熱特性[J]. 翟天堯,李廷賢,仵斯,王如竹.  科學通報. 2018(07)
[9]Preparation and characterization of capric-palmitic-stearic acid ternary eutectic mixture/expanded vermiculite composites as form-stabilized thermal energy storage materials[J]. Weiyi Zhang,Xiaoguang Zhang,Zhaohui Huang,Zhaoyu Yin,Ruilong Wen,Yaoting Huang,Xiaowen Wu,Xin Min.  Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[10]膨脹石墨/聚乙二醇復合相變材料控溫效果及與瀝青相容性研究[J]. 林浩東,張東,陳美祝,吳少鵬,萬九鳴,孔德智.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2018(01)

博士論文
[1]三元低共熔脂肪酸復合相變材料的制備及熱性能研究[D]. 黃雪.廣東工業(yè)大學 2015

碩士論文
[1]石蠟—硬脂酸/膨脹石墨蓄放熱特性實驗研究[D]. 劉楠.天津商業(yè)大學 2017
[2]石膏基脂肪酸相變儲能墻板制備及傳熱性能研究[D]. 張建武.河南理工大學 2014



本文編號：3334495