石蜡/泡沫炭定形复合相变储能材料的制备与性能研究

发布时间：2022-10-15 16:43

　　相变储能材料（PCMs）具备储能密度大、相变循环近似等温和能反复循环应用等诸多优点,在新能源的开发与利用以及工业余热和废热回收等领域都非常具有应用前景。固-液相变储能材料存在两个技术难题:稳定性差和导热率低。相变材料渗漏会造成对基底材料的腐蚀,力学性能变差;导热率低会导致相变材料储热和放热速率降低,影响使用效果。本文采用泡沫炭基底封装石蜡的方法,结合热学性能测试和结构分析,主要取得以下三个方面的研究成果:（1）泡沫炭前驱体的制备及其微观孔结构研究。以淀粉为原料,采用真空冷冻干燥的方法,制成泡沫炭前驱体。泡沫炭前驱体表面生成了不规则的层状结构,随着淀粉浓度的升高,层状结构愈加致密;采用碳热还原方法制备泡沫炭,泡沫炭内部的三维立体网状孔结构可以通过淀粉浓度和炭化温度进行控制。通过对生成的炭结构进行拉曼光谱分析,判断样品不是纯的无定型炭,并有少量的石墨结构存在。（2）石蜡/泡沫炭定形复合相变储能材料（PCF）的制备与分析。实验选用石蜡作为相变材料,采用真空浸渍和常压吸附两种方法进行填充。通过对比确定真空环境下最佳浸渍时间为30min,常压条件下最佳吸附时间为5h。真空环境条件下石蜡吸附率最大... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 相变储能材料
        1.2.1 有机相变材料
        1.2.2 无机相变材料
    1.3 相变储能材料的筛选原则
    1.4 相变储能材料的研究现状
        1.4.1 复合相变储能材料的研究现状
        1.4.2 导热增强型相变储能材料的研究现状
    1.5 泡沫炭研究现状
    1.6 研究目的与意义
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究意义
        1.6.3 论文已完成工作量
第二章 实验原料及测试表征
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 分析与测试方法
        2.3.1 显微形貌分析
        2.3.2 炭的形态测试
        2.3.3 化学相容性分析
        2.3.4 热物理性能测试
        2.3.5 热稳定性分析
        2.3.6 导热率测试与计算
第三章 泡沫炭基体的制备及性能表征
    3.1 引言
    3.2 实验原理及方案
        3.2.1 泡沫炭前驱体的制备
        3.2.2 三维网状结构泡沫炭的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 海绵状泡沫炭前驱体与泡沫炭基底的宏观形貌分析
        3.3.2 CF的SEM微观形貌分析
        3.3.3 拉曼光谱分析
    3.4 本章小结
第四章 石蜡/泡沫炭定形复合相变储能材料的制备和分析
    4.1 引言
    4.2 实验方案
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 浸渍时间对石蜡吸附量的影响
    4.3 石蜡/泡沫炭相变储能材料的制备
        4.3.1 常压吸附
        4.3.2 真空浸渍
        4.3.3 常压吸附和真空浸渍对比
    4.4 PCF形貌分析
    4.5 本章小结
第5章 石蜡/泡沫炭复合相变储能材料的热物性能和循环稳定性分析
    5.1 引言
    5.2 热物性能
        5.2.1 FTIR分析
        5.2.2 DSC分析
        5.2.3 TGA分析
    5.3 循环稳定性
        5.3.1 FTIR分析
        5.3.2 DSC分析
        5.3.3 循环前后SEM分析
    5.4 导热率的计算
    5.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]相变材料微胶囊的制备及应用[J]. 曹虹霞,李和玉,张健飞.  天津工业大学学报. 2011(01)
[2]相变材料微胶囊在纺织品中的研究发展[J]. 苏小燕.  现代纺织技术. 2011(01)
[3]相变储能材料的研究进展[J]. 王鹏,姜龙,张宝云,方东.  化学工程与装备. 2010(01)
[4]石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料的研制[J]. 赵建国,郭全贵,高晓晴,魏兴海,史景利,要立中,刘朗.  新型炭材料. 2009(02)
[5]聚合物基相变储能材料的研究与发展[J]. 张伟,张薇,张师军.  塑料. 2008(01)
[6]添加碳素复(混)合相变储热材料的研究及应用进展[J]. 湛立智,李素平,张正国,方晓明.  化工进展. 2007(12)
[7]低温相变蓄热材料研究进展[J]. 凌双梅,高学农,尹辉斌.  广东化工. 2007(03)
[8]相变储能材料的研究及应用[J]. 张静,丁益民,陈念贻.  盐湖研究. 2005(03)
[9]金属相变储能与技术的研究与发展[J]. 孙建强,张仁元.  材料导报. 2005(08)
[10]相变储能材料应用研究[J]. 尚燕,张雄.  西华大学学报(自然科学版). 2005(02)



本文编号：3691667