多孔碳基复合相变储能材料的制备和性能优化研究

发布时间：2020-12-28 07:24

　　基于我国建筑节能领域迫切需求和有机相变储能材料导热系数较低的突出问题,本论文以多孔碳为载体材料,通过真空浸渍工艺封装有机固-液相变储能材料制备新型多孔碳基复合相变材料。多孔碳材料的原料广泛,并且具有丰富的孔道结构和较强的吸附能力,不仅能够有效封装有机固-液相变材料解决其使用时易泄漏的问题,还能够依靠其丰富的3D碳网络支架结构实现导热增强。论文基于建筑节能领域的温度要求,研究不同有机相变储能材料在建筑节能领域的应用潜力和综合使用性能。优选有机相变储能材料中的石蜡、聚乙二醇和相变温度可调的二元脂肪酸为研究对象;以玉米芯、废弃大米和果皮等生物质固废和酚醛树脂为碳源,探究多孔碳材料的可控制备工艺和物化性能;研究新型多孔碳基复合相变材料的制备工艺、热学性能和导热增强机理。论文主要研究结果如下:（1）月桂酸-棕榈酸和月桂酸-硬脂酸二元低共熔物相变储能材料的相变温度分别为35.7°C和37.5°C,相变焓值分别为171.8 J/g和199.6 J/g,石蜡和聚乙二醇的相变温度分别为44.8°C和58.3°C,相变焓值分别为180.5 J/g和193.6J/g,形成具有相变温度在30℃-60℃之间分级... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 相变储能材料
        1.1.1 相变储能材料的基本原理
        1.1.2 相变储能材料的热力学特征
        1.1.3 相变储能材料的分类
        1.1.4 相变储能材料的选择
        1.1.5 相变储能材料的应用
    1.2 定形相变储能材料研究进展
        1.2.1 微胶囊定形相变储能材料
        1.2.2 无机多孔基定形相变储能材料
        1.2.3 导热增强型复合定形相变储能材料
    1.3 相变储能材料在建筑节能领域的研究现状
        1.3.1 相变储能墙体
        1.3.2 相变储能石膏板
        1.3.3 相变储能地板
        1.3.4 建筑节能用相变储能墙体模型
    1.4 选题依据和主要内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 主要研究内容
第2章 二元脂肪酸相变储能材料的制备及性能研究
    2.1 实验与测试
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 测试与表征
    2.2 月桂酸、棕榈酸和硬脂酸的性能表征
        2.2.1 LA、PA和 SA的热学性能
        2.2.2 LA、PA和 SA的热稳定性
    2.3 LA-PA PCMs和LA-SA PCMs低共熔点的确定
        2.3.1 LA-PA和LA-SA二元体系相图
        2.3.2 LA-PA/LA-SA PCMs 低共熔点计算
        2.3.3 LA-PA/LA-SA PCMs的制备
    2.4 LA-PA/LA-SA PCMs的性能表征
        2.4.1 LA-PA/LA-SA PCMs的相变行为
        2.4.2 LA-PA/LA-SA PCMs的化学相容性
        2.4.3 LA-PA/LA-SA PCMs的热稳定性
    2.5 本章小结
第3章 碳化玉米芯复合相变储能材料的制备及性能研究
    3.1 实验与测试
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验设备
        3.1.3 测试与表征
    3.2 碳化玉米芯多孔碳材料的制备和性能表征
        3.2.1 玉米芯的同步热分析
        3.2.2 碳化玉米芯多孔碳材料的制备
        3.2.3 碳化玉米芯多孔碳材料的性能表征
    3.3 LA-SA/CNCC FS-PCMs的制备
    3.4 LA-SA/CNCC FS-PCMs的性能表征
        3.4.1 LA-SA/CNCC FS-PCMs的微观形貌
        3.4.2 LA-SA/CNCC FS-PCMs的化学相容性
        3.4.3 LA-SA/CNCC FS-PCMs的热学性能
        3.4.4 LA-SA/CNCC FS-PCMs的热稳定性
        3.4.5 LA-SA/CNCC FS-PCMs的热循环稳定性
        3.4.6 LA-SA/CNCC FS-PCMs的导热性能
    3.5 本章小结
第4章 碳化废弃大米复合相变储能材料的制备及性能研究
    4.1 实验与测试
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验设备
        4.1.3 测试与表征
    4.2 基于废弃大米多孔碳材料的制备和性能表征
        4.2.1 废弃大米的同步热分析
        4.2.2 碳化废弃大米多孔碳材料的制备
        4.2.3 碳化废弃大米多孔碳材料的性能表征
    4.3 LA-PA/CAR FS-PCMs的制备
    4.4 LA-PA/CAR FS-PCMs的性能表征
        4.4.1 LA-PA/CAR FS-PCMs的微观形貌
        4.4.2 LA-SA/CNCC FS-PCMs的化学相容性
        4.4.3 LA-PA/CAR FS-PCMs的热稳定性
        4.4.4 LA-PA/CAR FS-PCMs的热学性能
        4.4.5 LA-PA/CAR FS-PCMs的热循环稳定性
        4.4.6 LA-PA/CAR FS-PCMs的导热系数
    4.5 本章小结
第5章 碳化废弃果皮复合相变储能材料的制备及性能研究
    5.1 实验与测试
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 实验设备
        5.1.3 测试与表征
    5.2 基于废弃果皮多孔碳材料的制备和性能表征
        5.2.1 废弃果皮的同步热分析
        5.2.2 碳化废弃果皮多孔碳材料的制备
        5.2.3 碳化废弃果皮多孔碳材料的性能表征
    5.3 PF/BPC FS-PCMs的制备
    5.4 PF/BPC FS-PCMs的性能表征
        5.4.1 PF/BPC FS-PCMs的微观形貌
        5.4.2 PF/BPC FS-PCMs的化学相容性
        5.4.3 PF/BPC FS-PCMs的热稳定性
        5.4.4 PF/BPC FS-PCMs的热学性能
        5.4.5 PF/BPC FS-PCMs的热循环稳定性
        5.4.6 PF/BPC FS-PCMs的导热系数
    5.5 多孔碳材料的导热增强机理
    5.6 本章小结
第6章 酚醛树脂基泡沫碳复合相变储能材料的制备及性能研究
    6.1 实验与测试
        6.1.1 实验原料
        6.1.2 实验设备
        6.1.3 结构表征与性能测试
    6.2 酚醛树脂基泡沫碳材料的制备和性能表征
        6.2.1 酚醛树脂基泡沫碳材料的制备
        6.2.2 酚醛树脂基泡沫碳的性能表征
    6.3 PEG/CF FS-PCMs的制备
    6.4 PEG/CF FS-PCMs的性能表征
        6.4.1 PEG/CF FS-PCMs的微观形貌
        6.4.2 PEG/CF FS-PCMs的物相组成
        6.4.3 PEG/CF FS-PCMs的化学相容性
        6.4.4 PEG/CF FS-PCMs的抗泄漏性能
        6.4.5 PEG/CF FS-PCMs的相变行为研究
        6.4.6 PEG/CF FS-PCMs的热稳定性
        6.4.7 PEG/CF FS-PCMs的热循环稳定性
        6.4.8 PEG/CF FS-PCMs的机械强度
        6.4.9 PEG/CF FS-PCMs的导热系数
    6.5 碳纳米管协同导热增强复合相变储能材料的机理
    6.6 本章小结
第7章 结论
创新点
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相变材料辛酸-软脂酸的冷藏保鲜研究[J]. 陈建国,王帷颖,丘婷婷,陈燕良,黄恒,何清林.  东莞理工学院学报. 2016(01)
[2]高性能定形复合相变储能材料的制备及热性能[J]. 仵斯,李廷贤,闫霆,代彦军,王如竹.  化工学报. 2015(12)
[3]相变材料的分类及其应用研究[J]. 白艳萍,张玉忠.  科技风. 2015(08)
[4]相变储能材料在建筑节能领域的研究进展[J]. 沈澄,徐玲玲,李文浩.  材料导报. 2015(05)
[5]相变储能材料在电力调峰中的应用[J]. 况军.  电气开关. 2011(01)
[6]中国省会城市能源消费的空间分布特征分析[J]. 梁竞,张力小.  资源科学. 2009(12)
[7]月桂酸-癸酸二元体系的固-液相平衡特性[J]. 张奕,王朋,戴征舒,张小松.  哈尔滨工业大学学报. 2009(11)
[8]纳米胶囊相变材料研究进展[J]. 刘硕,张东.  化学通报. 2008(12)
[9]相变储能混凝土制备的前期研究[J]. 徐仁崇.  福建建筑. 2008(10)
[10]节能建筑材料的应用[J]. 廉京哲.  西南大学学报(自然科学版). 2008(09)

博士论文
[1]相变温度可调的储能微胶囊的制备及其性能研究[D]. 马艳红.清华大学 2013
[2]被动式太阳能建筑结合相变墙体在沈阳地区的应用研究[D]. 陈其针.重庆大学 2010



本文编号：2943366