硬脂酸填充碳纳米管相变胶囊材料的热性质研究

发布时间：2021-01-07 22:43

　　采用真空浸渗法,成功地将硬脂酸填充到碳纳米管（CNTs）空管内,得到CNTs/硬脂酸纳米相变胶囊材料。差示扫描量热分析表明,硬脂酸填充CNTs后,熔点下降了2.85℃,硬脂酸在CNTs内的体积填充度为31.9%。采用分子动力学方法深入研究硬脂酸在CNTs受限空间内的热性质。结果表明,在CNTs的纳米受限空间作用下,硬脂酸分子在CNTs内呈有序的环状分布,与CNTs的管壁距离保存在0.37nm。与纯硬脂酸相比,CNTs/硬脂酸的熔点降低,自扩散系数增加,导热系数比空CNTs下降32%～41%,为纯硬脂酸的117～159倍。 

【文章来源】：化工新型材料. 2020,48(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

纯硬脂酸（a）和CNTs/硬脂酸（b）的DSC曲线图

相变材料的结构对其热物性有重要影响，为揭示相变材料结构与热物性之间的关系以及硬脂酸与CNTs之间的相互作用情况，采用MD方法对自由态和受限状态的硬脂酸的结构（分别见图2—3）进行了分析。通过分析可知，在达到平衡状态后，由于分子热运动，自由态和受限状态的硬酯酸在280K固态时的结构比360K液态时更有序[15]。在CNTs受限空间内，硬脂酸的结构形态有别于自由态，其分子排列的有序度得到显著提高。同时，由于CNTs的受限作用和分子间的相互作用力[22]，硬脂酸分子并没有出现在CNTs的中心，而是有序地并排在管内壁附近，形成一层圆环。Jiang等[23]的研究也证明了由于CNTs的诱导作用，Fe原子融化后可有序地排列在管内。图3 受限状态硬脂酸的结构

受限状态硬脂酸的结构

【参考文献】：
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本文编号：2963380