基于HTC/PAAAM的复合相变材料制备及性质研究

发布时间：2021-01-12 01:09

　　随着全球工业的快速推进与发展,提高能源的利用效率已经成为目前人类所面临的重要课题。利用相变储能材料（PCMs）对热能进行储存和利用是如今能源科学领域里十分受重视的前沿研究方向,也是提高能源利用效率的主要手段之一。其中,固-液相变材料作为具有巨大相变潜热的储能材料却由于其相变过程中的流动性过大,导热性较低等缺点在实际应用中屡受限制,因此,合成具有高导热性能的定形相变材料具有重大的研究意义。本文以丙烯酰胺-丙烯酸共聚物（PAAAM）作为支撑材料,水热碳球（HTC）为导热填料,针对无机-无机、有机-无机和有机-有机等三类不同的二元固-液相变材料体系,制备了3种应用价值较高的定形相变材料,SD/HTC/PAAAM,OB/HTC/PAAAM和OG/HTC/PAAAM。论文在成功制备样品后,分别采用红外光谱、X-射线粉末衍射分析以及扫描电子显微镜等技术手段,对各反应原料以及所制备的定形相变材料产物进行了分析。红外光谱与X-射线粉末衍射分析结果均表明掺杂前后,相变材料部分的结构特征基本保持一致;扫描电镜结果表明,表明相变材料以及HTC紧密而均匀的分布于PAAAM的交联网状结构之中。对定形相变材料进行... 

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯(左)以及石墨烯构筑富勒烯、碳纳米管和石墨的示意图(右)

第 1 章 引言而相较所提到的石墨填料，水热碳球（HTC）的合成则具有以下特点：廉的碳源，温和的反应条件，绝对“绿色”，因为它不涉及有机溶剂，催化剂或表活性剂[57]。特别值得称赞的是，合成过程中的温和水热条件导致 HTC 颗粒表上的含氧官能团比其他碳材料更多[58]。这使得 HTC 更容易与具有含氧集团的分发生缔合作用，从而可以增加分子间键能，在相变材料的应用中改善其热力性质。HTC 还具有许多优异的性能，如自烧结性能、化学惰性、高堆积密度、良的导电和导热性等。而且，HTC 颗粒通常呈现出完美的球形形态以及优异亲水性和分散性。而对于导热通路的构建，构筑分子的取向性和有序性至关重球形形貌则可以避免该因素的影响，多方向地进行导热[59,60]。其良好的亲水性及分散又可以使其在与其他组分的掺杂中得到均匀分散的复合产物。

第 2 章 SD/HTC/PAAAM 的制备及其性质研究2.4 SD 的制备按照 2:3 的比例称取一定量的十水合碳酸钠（Na2CO3·10H2O）和十二水合磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）放于烧杯中，在 55 °C 水浴条件下搅拌至完全溶解成透明清亮的液体，产物在室温下冷却为白色固体（SD），然后研磨成粉置于阴凉处待用。2.5 SD/PAAAM 的制备分别称取 3 份 10g 的 SD 粉末置于三个小烧杯中，在 55°C 水浴条件下搅拌至完全溶解，之后在快速搅拌下分别缓慢加入 0.3、0.4 和 0.5g 的 PAAAM 粉末，持续搅拌 5 min 后，停止搅拌并冷却至室温，得到白色固体 SD/PAAAM。之后取部分产物加热到 60°C 使其融化，取出几滴滴在滤纸上，得到图 2-1 所示结果。


本文编号：2971832