季戊四醇固-固相变储能材料热物性的研究
发布时间：2021-06-09 11:47
能源问题关系着人类的生存和社会的发展,面对不可再生能源的逐渐枯竭,发展新能源和储能技术尤为重要。储能材料是储能技术的核心,而低导热是限制储能材料实际应用的一大难题,用具有极高导热系数的导热填料与储能材料做复合材料可有效改善储能材料的导热性能。季戊四醇是一种典型的新戊基多元醇类,其碳链较长,分子量较高,醚键稳定,发生固-固相变会伴随着大量热量,是一种理想的相变储能材料。石墨烯是由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具有极好导热性能,是一种理想的导热填料。本文以季戊四醇为基体材料,石墨烯和氧化铝做导热填料,通过分子动力模拟与实验研究相结合的方法,研究了石墨烯和氧化铝对复合相变材料导热性能以及其他热物性参数的影响,探究其内在作用机理。主要研究内容及结果如下:借助Materials Studio软件,构建PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料模型,通过非平衡态模拟方法进行模拟计算,对模拟数据进行整理分析,模拟结果表明,石墨烯和氧化铝的添加,增大了复合相变材料的比热容,且随着导热填料质量比的增大而增大,石墨烯对材料整体的提升效果更好;PE/GE、PE/Al2O3复合相变材料的导热系数...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种常见的储能
青岛大学硕士学位论文17其中，r表示任意两原子之间间距，ε和σ都表示势能参数，ε是势能曲线上深度的表征量，σ是系统中两原子平衡距离的表征量，这两个值在不同系统体系中可以根据需要进行设置。如图2.3所示，是LJ势函数的曲线图。LJ势函数模型很简单，计算量也较小，被广泛应用于力学、光学、热学等学科的物理性质模拟，适用于生物分子、高分子有机物等各类分子结构的分子动力学计算。图2.3LJ势函数曲线图Airebo势，它是由Torsion、LJ和Rebo三种势函数集合而成的，其中Rebo是由tersoff势演变而来的，它主要用来描述碳纳米管和石墨烯的结构类型，而Torsion是描述四体作用势的。Airebo势函数可以用如下关系式表示：iijjikkjilTorskijlLJijReboijEEEE][21、、、2-(16)其中，eboRijE表示Rebo势函数，LJijE表示LJ势函数，orsTkijlE表示Torsion势函数。Rebo势函数是以tersoff势函数为基础的，表达式为：AijijRijReboijEVbV2-(17)其中，第一项表示分子排斥作用，第二项表示分子吸引作用。Torsion势函数，其表达式为：)()()()(kijlTorsjljlijijkikiTorskijlrwrwErwVw2-(18)其中，w表示扭转角度，orsTV表示势垒高度。
第二章中已经介绍了分子动力学模拟计算中涉及的参数和步骤，指导针对本文研究对象进行系综、力场的选择，以及控温控压的参数设置。本章借助 Materials Studio软件建立 PE/GE、PE/Al2O3 复合相变材料模型，对各组模型进行模拟计算，结果输出导入 Origin 软件进行整理绘图，最后分析结果。探究导热填料对基体材料导热性能影响的微观机理。3.1 PE/GE、PE/Al2O3 复合相变材料的模型建立季戊四醇常温下为白色粉末状晶体，其结构式为 C(CH2OH)4，具有典型的星型结构，如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2020 roadmap on two-dimensional materials for energy storage and conversion[J]. Baolin Xu,Shihan Qia,Mengmeng Jin,Xiaoyi Cai,Linfei Lai,Zhouting Sun,Xiaogang Han,Zifeng Lin,Hui Shao,Peng Peng,Zhonghua Xiang,Johan E.ten Elshof,Rou Tan,Chen Liu,Zhaoxi Zhang,Xiaochuan Duan,Jianmin Ma. Chinese Chemical Letters. 2019(12)
[2]季戊四醇复合酯热氧化行为及氧化动力学研究[J]. 金孔杰,王建华,宋开财,王晓波. 石油化工. 2019(10)
[3]季戊四醇市场概况与技术进展[J]. 张栋博,张磊,弋强. 化学工程与装备. 2019(09)
[4]综合能源系统关键技术综述与展望[J]. 宫飞翔,李德智,田世明,张杨,石坤,张鹏飞,李骏驰. 可再生能源. 2019(08)
[5]相变储能强化传热技术的研究进展[J]. 金光,肖安汝,刘梦云. 储能科学与技术. 2019(06)
[6]相变储能材料及其应用研究进展[J]. 陈颖,姜庆辉,辛集武,李鑫,孙兵杨,杨君友. 材料工程. 2019(07)
[7]熔融共混制备PLA-g-MAH/EP对PLA/PBAT复合材料性能的影响[J]. 谢丽锦,黄宏巍,杨乐,张丰,罗筑. 高分子材料科学与工程. 2019(07)
[8]能源革命中的物理储能技术[J]. 陈海生,凌浩恕,徐玉杰. 中国科学院院刊. 2019(04)
[9]CH4-CO2热化学储能系统的热力学模拟[J]. 乔丽洁,董继先,王石岩,陈海峰. 陕西科技大学学报. 2019(02)
[10]纳米连接过程的分子动力学模拟研究进展[J]. 李红,袁俊丽,栗卓新,TILLMANN Wolfgang,胡安明. 中国机械工程. 2019(04)
博士论文
[1]石墨烯/环氧树脂复合材料的导电、导热及力学性能研究[D]. 关芳兰.北京化工大学 2017
硕士论文
[1]氧化石墨烯/聚合物复合材料力学性能的分子动力学模拟[D]. 郭伟.中原工学院 2019
本文编号：3220521
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种常见的储能
青岛大学硕士学位论文17其中，r表示任意两原子之间间距，ε和σ都表示势能参数，ε是势能曲线上深度的表征量，σ是系统中两原子平衡距离的表征量，这两个值在不同系统体系中可以根据需要进行设置。如图2.3所示，是LJ势函数的曲线图。LJ势函数模型很简单，计算量也较小，被广泛应用于力学、光学、热学等学科的物理性质模拟，适用于生物分子、高分子有机物等各类分子结构的分子动力学计算。图2.3LJ势函数曲线图Airebo势，它是由Torsion、LJ和Rebo三种势函数集合而成的，其中Rebo是由tersoff势演变而来的，它主要用来描述碳纳米管和石墨烯的结构类型，而Torsion是描述四体作用势的。Airebo势函数可以用如下关系式表示：iijjikkjilTorskijlLJijReboijEEEE][21、、、2-(16)其中，eboRijE表示Rebo势函数，LJijE表示LJ势函数，orsTkijlE表示Torsion势函数。Rebo势函数是以tersoff势函数为基础的，表达式为：AijijRijReboijEVbV2-(17)其中，第一项表示分子排斥作用，第二项表示分子吸引作用。Torsion势函数，其表达式为：)()()()(kijlTorsjljlijijkikiTorskijlrwrwErwVw2-(18)其中，w表示扭转角度，orsTV表示势垒高度。
第二章中已经介绍了分子动力学模拟计算中涉及的参数和步骤，指导针对本文研究对象进行系综、力场的选择，以及控温控压的参数设置。本章借助 Materials Studio软件建立 PE/GE、PE/Al2O3 复合相变材料模型，对各组模型进行模拟计算，结果输出导入 Origin 软件进行整理绘图，最后分析结果。探究导热填料对基体材料导热性能影响的微观机理。3.1 PE/GE、PE/Al2O3 复合相变材料的模型建立季戊四醇常温下为白色粉末状晶体，其结构式为 C(CH2OH)4，具有典型的星型结构，如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2020 roadmap on two-dimensional materials for energy storage and conversion[J]. Baolin Xu,Shihan Qia,Mengmeng Jin,Xiaoyi Cai,Linfei Lai,Zhouting Sun,Xiaogang Han,Zifeng Lin,Hui Shao,Peng Peng,Zhonghua Xiang,Johan E.ten Elshof,Rou Tan,Chen Liu,Zhaoxi Zhang,Xiaochuan Duan,Jianmin Ma. Chinese Chemical Letters. 2019(12)
[2]季戊四醇复合酯热氧化行为及氧化动力学研究[J]. 金孔杰,王建华,宋开财,王晓波. 石油化工. 2019(10)
[3]季戊四醇市场概况与技术进展[J]. 张栋博,张磊,弋强. 化学工程与装备. 2019(09)
[4]综合能源系统关键技术综述与展望[J]. 宫飞翔,李德智,田世明,张杨,石坤,张鹏飞,李骏驰. 可再生能源. 2019(08)
[5]相变储能强化传热技术的研究进展[J]. 金光,肖安汝,刘梦云. 储能科学与技术. 2019(06)
[6]相变储能材料及其应用研究进展[J]. 陈颖,姜庆辉,辛集武,李鑫,孙兵杨,杨君友. 材料工程. 2019(07)
[7]熔融共混制备PLA-g-MAH/EP对PLA/PBAT复合材料性能的影响[J]. 谢丽锦,黄宏巍,杨乐,张丰,罗筑. 高分子材料科学与工程. 2019(07)
[8]能源革命中的物理储能技术[J]. 陈海生,凌浩恕,徐玉杰. 中国科学院院刊. 2019(04)
[9]CH4-CO2热化学储能系统的热力学模拟[J]. 乔丽洁,董继先,王石岩,陈海峰. 陕西科技大学学报. 2019(02)
[10]纳米连接过程的分子动力学模拟研究进展[J]. 李红,袁俊丽,栗卓新,TILLMANN Wolfgang,胡安明. 中国机械工程. 2019(04)
博士论文
[1]石墨烯/环氧树脂复合材料的导电、导热及力学性能研究[D]. 关芳兰.北京化工大学 2017
硕士论文
[1]氧化石墨烯/聚合物复合材料力学性能的分子动力学模拟[D]. 郭伟.中原工学院 2019
本文编号：3220521
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