有机复合相变蓄能传热材料的制备及性能研究
发布时间：2022-02-05 07:49
随着社会经济的发展,能源短缺问题日益严重,应用于相变材料的相变蓄能技术因其蓄能密度较高而具有较大的研究意义。在本文研究中,分别对豆蔻酸/二氧化钛,正癸酸/二氧化钛,十六醇-豆蔻酸二元共晶混合物/活性炭三种新型有机相变复合相变蓄能传热材料进行了制备,并利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和热重分析仪等实验检测仪器分别对这三种新型有机相变材料进行化学结构、微观形貌以及热力学性能等进行分析。通过溶胶凝胶法制备了豆蔻酸/二氧化钛微胶囊复合相变蓄能材料,其中豆蔻酸作为相变蓄能材料用来储存和释放能量,二氧化钛作为壳材支撑材料用来包裹豆蔻酸。通过傅里叶红外和X射线衍射检测分析可知,所制得的微胶囊中芯材和壳材两者之间仅是物理结合,没有发生化学反应;通过场发射扫描电镜观测可知,二氧化钛作为壳材包裹豆蔻酸情况良好,可以有效的阻止液态豆蔻酸的泄漏。结果表明,实验制得的理想样品MPCM1在54.97℃下熔化,熔化潜热为55.76J/g;在49.85℃下凝固,凝固潜热为54.55 J/g。总的来说,制备的微胶囊相变材料具有良好的热力学性能和热稳定性,在建筑蓄能、太阳能储能...
【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３二氧化钛的形成原理??２．２豆蔻酸／二氧化钛微胶囊复合相变蓄能材料的测试结果与分析??
?第２章溶胶凝胶法制备微胶囊复合相变材料???强吸收峰代表的是Ｃ＝０基团的伸缩振动。在１４６８．２１ｃｍ－１，?１２３６．１０ｃｍ－１和７２２．１２??ｃｒｒＴ１附近处出现的一系列吸收峰是由－ＣＨ３基团和－ＣＨ２基团的弯曲振动引起的。??１２９２．００ｃｍ＇１和９４０．９３〇１＾处的吸收峰表不－ＯＨ基团在平面外的摇摆振动，而－ＣＨ２??基团在平面内的摆动是由７２２．１２ｃｍ－１处的吸收峰表示出来。可以在图２．４ｂ中看??到，－ＯＨ基团在水中的拉伸振动和弯曲振动分别对应和１６２８．４９ｃｍ－??１处的吸收峰。在图２．４中，二氧化钛没有显示出吸收峰，这是由于二氧化钛能??显示出的特征峰在远红外区域［７７］。由图２．４ｃ￣２．４ｅ中可知，三种ＭＰＣＭ的红外??光谱图包含了所有豆蔻酸的特征峰和二氧化钛红外光谱图中的吸收带，并且所??有特征峰都没有发生位移。??＂＂＂＂＂＂??＾?ｃ?ｖ｜／??ｊ??ｇ?—一＾一＾一一一＊？？一？＿＿＾一——??Ｉ?＼??１?ｉ?１?Ｉ?＇?Ｉ?＊?Ｉ?１?ｉ?＇?Ｉ?＇?ｉ￣??４０００?３５００?３０００?２５００?２０００?１５００?１０００?５００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ（ｃｍ＂＇）??图２．４豆蔻酸，二氧化钛，ＭＰＣＭ１，?ＭＰＣＭ２和ＭＰＣＭ３的红外光谱图??２．２．２?ＸＲＤ?分析??图２．５给出了豆蔻酸、二氧化钛，ＭＰＣＭ１，ＭＰＣＭ２和ＭＰＣＭ３微胶囊的??ＸＲＤ图。豆蔻酸、二氧化钛、三种ＭＰＣＭ的Ｘ射线衍射图谱分别由图线ａ、ｂ、??ｃ、ｄ和ｅ表示。图２．５ａ中，在２１．８°、２４．６°处有显著的衍射峰，这是因为豆蔻酸??有规则的晶体结构。在图２．５ｂ
?第２章溶胶凝胶法制备微胶囊复合相变材料???它是一种无定形的结构。从图２．５ｃ？２．５ｅ可看出，三种ＭＰＣＭ的ＸＲＤ图谱包括??豆蔻酸的所有特征峰，没有出现其他特征峰的产生。将豆蔻酸和二氧化钛的特征??峰与两者合成微胶囊后的特征峰进行了比较得出，合成微胶獎后的特征峰没有??产生移动，这表明在用二氧化钛壳包覆豆蔻酸合成微胶澳复合相变材料后，晶体??结构仍没有发生改变。???Ａ?．?ｅ????Ｌ，?ｄ???Ａ?，?Ｅ????Ａ???ｂ?？????ｃ／２??ＣＪ??????ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＇?ｉ?＇?ｉ?ｉ?１?ｉ?＇??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０??图２．５豆蔻酸，二氧化钛，ＭＰＣＭ１，?ＭＰＣＭ２和ＭＰＣＭ３的Ｘ射线衍射图??２．２．３?ＦＥ－ＳＥＭ?分析??豆蔻酸／二氧化钛微胶囊相变材料的表面形貌和微观结构迎过场发射扫描??电子显微镜观测，图２．６给出了二氧化和三种ＭＰＣＭ的ＳＥＭ照片。由图可以??看出，相变微胶囊蓄能材料的尺寸大约在纳米级。二氧化钛包覆豆蔻酸属于物理??作用，形成了豆蔻酸／二氧化钛微胶囊，很好的起到了防止豆蔻酸泄漏的作用。??可以看出，二氧化钛作为壳材可以很好的包覆豆蔻酸，并且在扫描电镜下，微胶??囊呈现出均匀的球形或者椭球形颗粒簇。之前以二氧化钛为壳材来制备微胶囊??复合相变材料的研究中也得了到类似的结果１６９＾］。??３１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变材料的研究进展[J]. 王鑫,方建华,刘坪,林旺,冯彦寒,江泽琦,范兴钰. 功能材料. 2019(02)
[2]蓄能技术的现状与展望[J]. 杨茂华. 能源与节能. 2013(12)
[3]相变材料微胶囊的国内外研究现状[J]. 李祎,于航,刘淑娟. 能源技术. 2007(01)
[4]相变储热微胶囊技术在建筑节能中的应用[J]. 吴泽玲,龙惟定. 建筑热能通风空调. 2006(06)
[5]微胶囊技术及其在相变材料中的应用[J]. 叶四化,王长安,吴育良,郭元强,张秀菊. 广州化学. 2004(04)
[6]Preparation and Characterization of Microencapsulated Hexadecane Used for Thermal Energy Storage[J]. Guang Long ZOU, Zhi Cheng TAN, Xiao Zheng LAN, Li Xian SUN, Tao ZHANG Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023. Chinese Chemical Letters. 2004(06)
[7]（准）共晶系相变材料融点及融解热的理论预测[J]. 张寅平,苏跃红,葛新石. 中国科学技术大学学报. 1995(04)
硕士论文
[1]有机/无机定型复合相变材料的制备及其性能研究[D]. 刘媛.南昌大学 2019
[2]脂肪酸复合相变储能材料的合成及性能研究[D]. 林雅雪.南京大学 2019
[3]复合相变蓄能材料的制备及性能研究[D]. 唐方.南京大学 2016
[4]复合相变蓄能材料的制备及性能研究[D]. 曹磊.南京大学 2015
[5]复合蓄能材料制备及微胶囊溶液换热特性分析[D]. 陈智.南京大学 2013
本文编号：3614856
【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３二氧化钛的形成原理??２．２豆蔻酸／二氧化钛微胶囊复合相变蓄能材料的测试结果与分析??
?第２章溶胶凝胶法制备微胶囊复合相变材料???强吸收峰代表的是Ｃ＝０基团的伸缩振动。在１４６８．２１ｃｍ－１，?１２３６．１０ｃｍ－１和７２２．１２??ｃｒｒＴ１附近处出现的一系列吸收峰是由－ＣＨ３基团和－ＣＨ２基团的弯曲振动引起的。??１２９２．００ｃｍ＇１和９４０．９３〇１＾处的吸收峰表不－ＯＨ基团在平面外的摇摆振动，而－ＣＨ２??基团在平面内的摆动是由７２２．１２ｃｍ－１处的吸收峰表示出来。可以在图２．４ｂ中看??到，－ＯＨ基团在水中的拉伸振动和弯曲振动分别对应和１６２８．４９ｃｍ－??１处的吸收峰。在图２．４中，二氧化钛没有显示出吸收峰，这是由于二氧化钛能??显示出的特征峰在远红外区域［７７］。由图２．４ｃ￣２．４ｅ中可知，三种ＭＰＣＭ的红外??光谱图包含了所有豆蔻酸的特征峰和二氧化钛红外光谱图中的吸收带，并且所??有特征峰都没有发生位移。??＂＂＂＂＂＂??＾?ｃ?ｖ｜／??ｊ??ｇ?—一＾一＾一一一＊？？一？＿＿＾一——??Ｉ?＼??１?ｉ?１?Ｉ?＇?Ｉ?＊?Ｉ?１?ｉ?＇?Ｉ?＇?ｉ￣??４０００?３５００?３０００?２５００?２０００?１５００?１０００?５００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ（ｃｍ＂＇）??图２．４豆蔻酸，二氧化钛，ＭＰＣＭ１，?ＭＰＣＭ２和ＭＰＣＭ３的红外光谱图??２．２．２?ＸＲＤ?分析??图２．５给出了豆蔻酸、二氧化钛，ＭＰＣＭ１，ＭＰＣＭ２和ＭＰＣＭ３微胶囊的??ＸＲＤ图。豆蔻酸、二氧化钛、三种ＭＰＣＭ的Ｘ射线衍射图谱分别由图线ａ、ｂ、??ｃ、ｄ和ｅ表示。图２．５ａ中，在２１．８°、２４．６°处有显著的衍射峰，这是因为豆蔻酸??有规则的晶体结构。在图２．５ｂ
?第２章溶胶凝胶法制备微胶囊复合相变材料???它是一种无定形的结构。从图２．５ｃ？２．５ｅ可看出，三种ＭＰＣＭ的ＸＲＤ图谱包括??豆蔻酸的所有特征峰，没有出现其他特征峰的产生。将豆蔻酸和二氧化钛的特征??峰与两者合成微胶囊后的特征峰进行了比较得出，合成微胶獎后的特征峰没有??产生移动，这表明在用二氧化钛壳包覆豆蔻酸合成微胶澳复合相变材料后，晶体??结构仍没有发生改变。???Ａ?．?ｅ????Ｌ，?ｄ???Ａ?，?Ｅ????Ａ???ｂ?？????ｃ／２??ＣＪ??????ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＇?ｉ?＇?ｉ?ｉ?１?ｉ?＇??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０??图２．５豆蔻酸，二氧化钛，ＭＰＣＭ１，?ＭＰＣＭ２和ＭＰＣＭ３的Ｘ射线衍射图??２．２．３?ＦＥ－ＳＥＭ?分析??豆蔻酸／二氧化钛微胶囊相变材料的表面形貌和微观结构迎过场发射扫描??电子显微镜观测，图２．６给出了二氧化和三种ＭＰＣＭ的ＳＥＭ照片。由图可以??看出，相变微胶囊蓄能材料的尺寸大约在纳米级。二氧化钛包覆豆蔻酸属于物理??作用，形成了豆蔻酸／二氧化钛微胶囊，很好的起到了防止豆蔻酸泄漏的作用。??可以看出，二氧化钛作为壳材可以很好的包覆豆蔻酸，并且在扫描电镜下，微胶??囊呈现出均匀的球形或者椭球形颗粒簇。之前以二氧化钛为壳材来制备微胶囊??复合相变材料的研究中也得了到类似的结果１６９＾］。??３１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变材料的研究进展[J]. 王鑫,方建华,刘坪,林旺,冯彦寒,江泽琦,范兴钰. 功能材料. 2019(02)
[2]蓄能技术的现状与展望[J]. 杨茂华. 能源与节能. 2013(12)
[3]相变材料微胶囊的国内外研究现状[J]. 李祎,于航,刘淑娟. 能源技术. 2007(01)
[4]相变储热微胶囊技术在建筑节能中的应用[J]. 吴泽玲,龙惟定. 建筑热能通风空调. 2006(06)
[5]微胶囊技术及其在相变材料中的应用[J]. 叶四化,王长安,吴育良,郭元强,张秀菊. 广州化学. 2004(04)
[6]Preparation and Characterization of Microencapsulated Hexadecane Used for Thermal Energy Storage[J]. Guang Long ZOU, Zhi Cheng TAN, Xiao Zheng LAN, Li Xian SUN, Tao ZHANG Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023. Chinese Chemical Letters. 2004(06)
[7]（准）共晶系相变材料融点及融解热的理论预测[J]. 张寅平,苏跃红,葛新石. 中国科学技术大学学报. 1995(04)
硕士论文
[1]有机/无机定型复合相变材料的制备及其性能研究[D]. 刘媛.南昌大学 2019
[2]脂肪酸复合相变储能材料的合成及性能研究[D]. 林雅雪.南京大学 2019
[3]复合相变蓄能材料的制备及性能研究[D]. 唐方.南京大学 2016
[4]复合相变蓄能材料的制备及性能研究[D]. 曹磊.南京大学 2015
[5]复合蓄能材料制备及微胶囊溶液换热特性分析[D]. 陈智.南京大学 2013
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