多孔碳基復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備和性能優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-28 07:24
基于我國(guó)建筑節(jié)能領(lǐng)域迫切需求和有機(jī)相變儲(chǔ)能材料導(dǎo)熱系數(shù)較低的突出問(wèn)題,本論文以多孔碳為載體材料,通過(guò)真空浸漬工藝封裝有機(jī)固-液相變儲(chǔ)能材料制備新型多孔碳基復(fù)合相變材料。多孔碳材料的原料廣泛,并且具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的吸附能力,不僅能夠有效封裝有機(jī)固-液相變材料解決其使用時(shí)易泄漏的問(wèn)題,還能夠依靠其豐富的3D碳網(wǎng)絡(luò)支架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱增強(qiáng)。論文基于建筑節(jié)能領(lǐng)域的溫度要求,研究不同有機(jī)相變儲(chǔ)能材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用潛力和綜合使用性能。優(yōu)選有機(jī)相變儲(chǔ)能材料中的石蠟、聚乙二醇和相變溫度可調(diào)的二元脂肪酸為研究對(duì)象;以玉米芯、廢棄大米和果皮等生物質(zhì)固廢和酚醛樹(shù)脂為碳源,探究多孔碳材料的可控制備工藝和物化性能;研究新型多孔碳基復(fù)合相變材料的制備工藝、熱學(xué)性能和導(dǎo)熱增強(qiáng)機(jī)理。論文主要研究結(jié)果如下:(1)月桂酸-棕櫚酸和月桂酸-硬脂酸二元低共熔物相變儲(chǔ)能材料的相變溫度分別為35.7°C和37.5°C,相變焓值分別為171.8 J/g和199.6 J/g,石蠟和聚乙二醇的相變溫度分別為44.8°C和58.3°C,相變焓值分別為180.5 J/g和193.6J/g,形成具有相變溫度在30℃-60℃之間分級(jí)...
【文章來(lái)源】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:132 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 相變儲(chǔ)能材料
1.1.1 相變儲(chǔ)能材料的基本原理
1.1.2 相變儲(chǔ)能材料的熱力學(xué)特征
1.1.3 相變儲(chǔ)能材料的分類(lèi)
1.1.4 相變儲(chǔ)能材料的選擇
1.1.5 相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用
1.2 定形相變儲(chǔ)能材料研究進(jìn)展
1.2.1 微膠囊定形相變儲(chǔ)能材料
1.2.2 無(wú)機(jī)多孔基定形相變儲(chǔ)能材料
1.2.3 導(dǎo)熱增強(qiáng)型復(fù)合定形相變儲(chǔ)能材料
1.3 相變儲(chǔ)能材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀
1.3.1 相變儲(chǔ)能墻體
1.3.2 相變儲(chǔ)能石膏板
1.3.3 相變儲(chǔ)能地板
1.3.4 建筑節(jié)能用相變儲(chǔ)能墻體模型
1.4 選題依據(jù)和主要內(nèi)容
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 二元脂肪酸相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
2.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.3 測(cè)試與表征
2.2 月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸的性能表征
2.2.1 LA、PA和 SA的熱學(xué)性能
2.2.2 LA、PA和 SA的熱穩(wěn)定性
2.3 LA-PA PCMs和LA-SA PCMs低共熔點(diǎn)的確定
2.3.1 LA-PA和LA-SA二元體系相圖
2.3.2 LA-PA/LA-SA PCMs 低共熔點(diǎn)計(jì)算
2.3.3 LA-PA/LA-SA PCMs的制備
2.4 LA-PA/LA-SA PCMs的性能表征
2.4.1 LA-PA/LA-SA PCMs的相變行為
2.4.2 LA-PA/LA-SA PCMs的化學(xué)相容性
2.4.3 LA-PA/LA-SA PCMs的熱穩(wěn)定性
2.5 本章小結(jié)
第3章 碳化玉米芯復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
3.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.1.3 測(cè)試與表征
3.2 碳化玉米芯多孔碳材料的制備和性能表征
3.2.1 玉米芯的同步熱分析
3.2.2 碳化玉米芯多孔碳材料的制備
3.2.3 碳化玉米芯多孔碳材料的性能表征
3.3 LA-SA/CNCC FS-PCMs的制備
3.4 LA-SA/CNCC FS-PCMs的性能表征
3.4.1 LA-SA/CNCC FS-PCMs的微觀(guān)形貌
3.4.2 LA-SA/CNCC FS-PCMs的化學(xué)相容性
3.4.3 LA-SA/CNCC FS-PCMs的熱學(xué)性能
3.4.4 LA-SA/CNCC FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
3.4.5 LA-SA/CNCC FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
3.4.6 LA-SA/CNCC FS-PCMs的導(dǎo)熱性能
3.5 本章小結(jié)
第4章 碳化廢棄大米復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
4.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.1.3 測(cè)試與表征
4.2 基于廢棄大米多孔碳材料的制備和性能表征
4.2.1 廢棄大米的同步熱分析
4.2.2 碳化廢棄大米多孔碳材料的制備
4.2.3 碳化廢棄大米多孔碳材料的性能表征
4.3 LA-PA/CAR FS-PCMs的制備
4.4 LA-PA/CAR FS-PCMs的性能表征
4.4.1 LA-PA/CAR FS-PCMs的微觀(guān)形貌
4.4.2 LA-SA/CNCC FS-PCMs的化學(xué)相容性
4.4.3 LA-PA/CAR FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
4.4.4 LA-PA/CAR FS-PCMs的熱學(xué)性能
4.4.5 LA-PA/CAR FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
4.4.6 LA-PA/CAR FS-PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)
4.5 本章小結(jié)
第5章 碳化廢棄果皮復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
5.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
5.1.3 測(cè)試與表征
5.2 基于廢棄果皮多孔碳材料的制備和性能表征
5.2.1 廢棄果皮的同步熱分析
5.2.2 碳化廢棄果皮多孔碳材料的制備
5.2.3 碳化廢棄果皮多孔碳材料的性能表征
5.3 PF/BPC FS-PCMs的制備
5.4 PF/BPC FS-PCMs的性能表征
5.4.1 PF/BPC FS-PCMs的微觀(guān)形貌
5.4.2 PF/BPC FS-PCMs的化學(xué)相容性
5.4.3 PF/BPC FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
5.4.4 PF/BPC FS-PCMs的熱學(xué)性能
5.4.5 PF/BPC FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
5.4.6 PF/BPC FS-PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)
5.5 多孔碳材料的導(dǎo)熱增強(qiáng)機(jī)理
5.6 本章小結(jié)
第6章 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
6.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
6.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
6.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
6.1.3 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
6.2 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳材料的制備和性能表征
6.2.1 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳材料的制備
6.2.2 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳的性能表征
6.3 PEG/CF FS-PCMs的制備
6.4 PEG/CF FS-PCMs的性能表征
6.4.1 PEG/CF FS-PCMs的微觀(guān)形貌
6.4.2 PEG/CF FS-PCMs的物相組成
6.4.3 PEG/CF FS-PCMs的化學(xué)相容性
6.4.4 PEG/CF FS-PCMs的抗泄漏性能
6.4.5 PEG/CF FS-PCMs的相變行為研究
6.4.6 PEG/CF FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
6.4.7 PEG/CF FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
6.4.8 PEG/CF FS-PCMs的機(jī)械強(qiáng)度
6.4.9 PEG/CF FS-PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)
6.5 碳納米管協(xié)同導(dǎo)熱增強(qiáng)復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的機(jī)理
6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于相變材料辛酸-軟脂酸的冷藏保鮮研究[J]. 陳建國(guó),王帷穎,丘婷婷,陳燕良,黃恒,何清林. 東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(01)
[2]高性能定形復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及熱性能[J]. 仵斯,李廷賢,閆霆,代彥軍,王如竹. 化工學(xué)報(bào). 2015(12)
[3]相變材料的分類(lèi)及其應(yīng)用研究[J]. 白艷萍,張玉忠. 科技風(fēng). 2015(08)
[4]相變儲(chǔ)能材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 沈澄,徐玲玲,李文浩. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(05)
[5]相變儲(chǔ)能材料在電力調(diào)峰中的應(yīng)用[J]. 況軍. 電氣開(kāi)關(guān). 2011(01)
[6]中國(guó)省會(huì)城市能源消費(fèi)的空間分布特征分析[J]. 梁競(jìng),張力小. 資源科學(xué). 2009(12)
[7]月桂酸-癸酸二元體系的固-液相平衡特性[J]. 張奕,王朋,戴征舒,張小松. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]納米膠囊相變材料研究進(jìn)展[J]. 劉碩,張東. 化學(xué)通報(bào). 2008(12)
[9]相變儲(chǔ)能混凝土制備的前期研究[J]. 徐仁崇. 福建建筑. 2008(10)
[10]節(jié)能建筑材料的應(yīng)用[J]. 廉京哲. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(09)
博士論文
[1]相變溫度可調(diào)的儲(chǔ)能微膠囊的制備及其性能研究[D]. 馬艷紅.清華大學(xué) 2013
[2]被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑結(jié)合相變墻體在沈陽(yáng)地區(qū)的應(yīng)用研究[D]. 陳其針.重慶大學(xué) 2010
本文編號(hào):2943366
【文章來(lái)源】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:132 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 相變儲(chǔ)能材料
1.1.1 相變儲(chǔ)能材料的基本原理
1.1.2 相變儲(chǔ)能材料的熱力學(xué)特征
1.1.3 相變儲(chǔ)能材料的分類(lèi)
1.1.4 相變儲(chǔ)能材料的選擇
1.1.5 相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用
1.2 定形相變儲(chǔ)能材料研究進(jìn)展
1.2.1 微膠囊定形相變儲(chǔ)能材料
1.2.2 無(wú)機(jī)多孔基定形相變儲(chǔ)能材料
1.2.3 導(dǎo)熱增強(qiáng)型復(fù)合定形相變儲(chǔ)能材料
1.3 相變儲(chǔ)能材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀
1.3.1 相變儲(chǔ)能墻體
1.3.2 相變儲(chǔ)能石膏板
1.3.3 相變儲(chǔ)能地板
1.3.4 建筑節(jié)能用相變儲(chǔ)能墻體模型
1.4 選題依據(jù)和主要內(nèi)容
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 二元脂肪酸相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
2.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.3 測(cè)試與表征
2.2 月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸的性能表征
2.2.1 LA、PA和 SA的熱學(xué)性能
2.2.2 LA、PA和 SA的熱穩(wěn)定性
2.3 LA-PA PCMs和LA-SA PCMs低共熔點(diǎn)的確定
2.3.1 LA-PA和LA-SA二元體系相圖
2.3.2 LA-PA/LA-SA PCMs 低共熔點(diǎn)計(jì)算
2.3.3 LA-PA/LA-SA PCMs的制備
2.4 LA-PA/LA-SA PCMs的性能表征
2.4.1 LA-PA/LA-SA PCMs的相變行為
2.4.2 LA-PA/LA-SA PCMs的化學(xué)相容性
2.4.3 LA-PA/LA-SA PCMs的熱穩(wěn)定性
2.5 本章小結(jié)
第3章 碳化玉米芯復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
3.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.1.3 測(cè)試與表征
3.2 碳化玉米芯多孔碳材料的制備和性能表征
3.2.1 玉米芯的同步熱分析
3.2.2 碳化玉米芯多孔碳材料的制備
3.2.3 碳化玉米芯多孔碳材料的性能表征
3.3 LA-SA/CNCC FS-PCMs的制備
3.4 LA-SA/CNCC FS-PCMs的性能表征
3.4.1 LA-SA/CNCC FS-PCMs的微觀(guān)形貌
3.4.2 LA-SA/CNCC FS-PCMs的化學(xué)相容性
3.4.3 LA-SA/CNCC FS-PCMs的熱學(xué)性能
3.4.4 LA-SA/CNCC FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
3.4.5 LA-SA/CNCC FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
3.4.6 LA-SA/CNCC FS-PCMs的導(dǎo)熱性能
3.5 本章小結(jié)
第4章 碳化廢棄大米復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
4.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.1.3 測(cè)試與表征
4.2 基于廢棄大米多孔碳材料的制備和性能表征
4.2.1 廢棄大米的同步熱分析
4.2.2 碳化廢棄大米多孔碳材料的制備
4.2.3 碳化廢棄大米多孔碳材料的性能表征
4.3 LA-PA/CAR FS-PCMs的制備
4.4 LA-PA/CAR FS-PCMs的性能表征
4.4.1 LA-PA/CAR FS-PCMs的微觀(guān)形貌
4.4.2 LA-SA/CNCC FS-PCMs的化學(xué)相容性
4.4.3 LA-PA/CAR FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
4.4.4 LA-PA/CAR FS-PCMs的熱學(xué)性能
4.4.5 LA-PA/CAR FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
4.4.6 LA-PA/CAR FS-PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)
4.5 本章小結(jié)
第5章 碳化廢棄果皮復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
5.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
5.1.3 測(cè)試與表征
5.2 基于廢棄果皮多孔碳材料的制備和性能表征
5.2.1 廢棄果皮的同步熱分析
5.2.2 碳化廢棄果皮多孔碳材料的制備
5.2.3 碳化廢棄果皮多孔碳材料的性能表征
5.3 PF/BPC FS-PCMs的制備
5.4 PF/BPC FS-PCMs的性能表征
5.4.1 PF/BPC FS-PCMs的微觀(guān)形貌
5.4.2 PF/BPC FS-PCMs的化學(xué)相容性
5.4.3 PF/BPC FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
5.4.4 PF/BPC FS-PCMs的熱學(xué)性能
5.4.5 PF/BPC FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
5.4.6 PF/BPC FS-PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)
5.5 多孔碳材料的導(dǎo)熱增強(qiáng)機(jī)理
5.6 本章小結(jié)
第6章 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究
6.1 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
6.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
6.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
6.1.3 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
6.2 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳材料的制備和性能表征
6.2.1 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳材料的制備
6.2.2 酚醛樹(shù)脂基泡沫碳的性能表征
6.3 PEG/CF FS-PCMs的制備
6.4 PEG/CF FS-PCMs的性能表征
6.4.1 PEG/CF FS-PCMs的微觀(guān)形貌
6.4.2 PEG/CF FS-PCMs的物相組成
6.4.3 PEG/CF FS-PCMs的化學(xué)相容性
6.4.4 PEG/CF FS-PCMs的抗泄漏性能
6.4.5 PEG/CF FS-PCMs的相變行為研究
6.4.6 PEG/CF FS-PCMs的熱穩(wěn)定性
6.4.7 PEG/CF FS-PCMs的熱循環(huán)穩(wěn)定性
6.4.8 PEG/CF FS-PCMs的機(jī)械強(qiáng)度
6.4.9 PEG/CF FS-PCMs的導(dǎo)熱系數(shù)
6.5 碳納米管協(xié)同導(dǎo)熱增強(qiáng)復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的機(jī)理
6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于相變材料辛酸-軟脂酸的冷藏保鮮研究[J]. 陳建國(guó),王帷穎,丘婷婷,陳燕良,黃恒,何清林. 東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(01)
[2]高性能定形復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備及熱性能[J]. 仵斯,李廷賢,閆霆,代彥軍,王如竹. 化工學(xué)報(bào). 2015(12)
[3]相變材料的分類(lèi)及其應(yīng)用研究[J]. 白艷萍,張玉忠. 科技風(fēng). 2015(08)
[4]相變儲(chǔ)能材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 沈澄,徐玲玲,李文浩. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(05)
[5]相變儲(chǔ)能材料在電力調(diào)峰中的應(yīng)用[J]. 況軍. 電氣開(kāi)關(guān). 2011(01)
[6]中國(guó)省會(huì)城市能源消費(fèi)的空間分布特征分析[J]. 梁競(jìng),張力小. 資源科學(xué). 2009(12)
[7]月桂酸-癸酸二元體系的固-液相平衡特性[J]. 張奕,王朋,戴征舒,張小松. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(11)
[8]納米膠囊相變材料研究進(jìn)展[J]. 劉碩,張東. 化學(xué)通報(bào). 2008(12)
[9]相變儲(chǔ)能混凝土制備的前期研究[J]. 徐仁崇. 福建建筑. 2008(10)
[10]節(jié)能建筑材料的應(yīng)用[J]. 廉京哲. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(09)
博士論文
[1]相變溫度可調(diào)的儲(chǔ)能微膠囊的制備及其性能研究[D]. 馬艷紅.清華大學(xué) 2013
[2]被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑結(jié)合相變墻體在沈陽(yáng)地區(qū)的應(yīng)用研究[D]. 陳其針.重慶大學(xué) 2010
本文編號(hào):2943366
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