铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料的制备与表征

将铁尾矿与采剥废石制成的多孔陶瓷作为相变储能材料基体,同时将熔融石蜡、石墨、石墨烯混合搅拌30 min作为相变材料,最后采用熔融真空压注法将相变材料注入相变储能材料基体得到一种铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料(IT-WR@SCY/PCMs)。通过抗压、耐酸碱性和热导率测试及热循环试验等对IT-WR@SCY/PCMs的力学和物理化学性质进行了研究,并采用扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重分析仪(DSC-TG)等对IT-WR@SCY/PCMs的微观结构进行了表征,结果表明:5种配比下IT-WR@SCY/PCMs的平均抗压强度为14.73 MPa;在微沸酸碱溶液中浸泡2.5 h的平均质量损失率分别为5.9%和2.4%;相较于石蜡,添加20%石墨和20%石墨烯的复合相变储能材料(IT-WR@SCY/GPCPCMs20和IT-WR@SCY/GCPCMs20)的导热率分别提高了120.83%、266.67%,为0.53、0.88 W/(m·K),相变潜热分别损失了44.50%、27.09%,为126.22、165.92 J/g;经100次熔化-凝固热循环后,IT-WR@SCY/PCMs的质量损失率仅为0.621%。IT-WR@SCY/PCMs的物理强度高,储热性能稳定,具有较长的使用寿命,在军事伪装、建筑节能等领域具有广阔的应用前景。

预处理方法对炭化木基复合相变储能材料性能的影响

以天然轻木(NW)为原料,采用水热预处理和酸性亚氯酸钠预处理方法分别脱除半纤维素和木质素,制得脱半纤维素轻木(HW)和脱木质素轻木(LW);再经炭化后分别得到未处理炭化木(CW)、脱木质素炭化木(CLW)和脱半纤维素炭化木(CHW);进一步封装石蜡(PW)后制得炭化木基复合相变储能材料CLWP和CHWP。采用SEM、FT-IR、XRD、TG/DTG和N 2吸附/脱附等方法,分析了化学成分脱除和炭化过程对轻木基体的影响。研究结果表明:脱半纤维素和脱木质素处理均不会破坏轻木原有的三维多孔蜂窝状结构,也不会破坏纤维素的结构,且HW的热稳定性优于LW;而经炭化处理后炭化木的体积明显变小,CHW的体积收缩率为56%,低于CLW(60%);同时CHW比表面积达到了127.2 m^(2)/g,高于CLW的102.9 m^(2)/g。CLWP和CHWP的封装效率分别为93.2%和96.1%,熔融潜热分别为187.6和193.7 J/g,石蜡很好地填充在2种炭化木的微米级孔道中,封装过程中仅发生物理结合,不存在化学反应。在模拟太阳光照下,CHWP和CLWP均能利用太阳光将自身温度加热至55℃以上,且CHWP在加热和冷却过程中温度均略高于CLWP,表明脱半纤维素预处理的炭化木所制备的复合相变储能材料具有更优的光热转换效率及温度调节能力。

具有多孔基体复合相变储能材料研究

本文提出了研制一种具有多孔基体的复合相变储能材料 ,通过实验分析了该储能材料的融解温度、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由两种有机相变材料组成 ,通过物理吸附的方法将其复合在多孔基体材料中。在热分析中 ,用示差扫描量热仪 (DSC)来测定储能材料的融点、融解热 ,用热重分析仪(TGA)测定其热稳定性 ,并用扫描电镜 (SEM)观测了该储能材料的微相结构。测试结果表明该储能材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性 。

基于复合相变储能材料的研究进展

相变储能材料具有储热密度高,储热过程中温度变化非常小的优点。相变储能材料已广泛应用于热泵、太阳能利用等领域。本文综述了近些年来复合相变储能材料的研究状况,包括相变储能材料的制备、传热强化、相变过程数值模拟和应用等,并对复合相变储能材料的发展作了展望。

石蜡／高密度聚乙烯／木粉／石墨复合相变储能材料的制备及性能

以石蜡为相变材料,高密度聚乙烯(HDPE)为支撑材料,木粉(WF)为载体材料,石墨为填料,采用加热共熔法制备石蜡/HDPE/WF/石墨复合相变储能材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、步冷试验和渗漏实验等对复合相变材料进行性能测试。结果表明,石蜡质量分数为50%,WF质量分数为10%,石墨质量分数为4%时,该复合相变材料结构稳定,密封性能优异,热稳定性好,相变温度为60.1℃,相变潜热为93.71 J/g,渗漏率低,应用前景广阔。

硅藻土负载复合相变储能材料的制备工艺研究

以硬脂酸丁酯和硬脂酸甲酯为相变体,制备了硅藻土负载复合相变储能材料。其优化制备工艺条件为:硅藻土煅烧温度350℃,煅烧时间3h,相变处理负载量50%,负载温度90℃,负载时间20 min。

新型复合相变储能材料Na/Paraffin的制备与性能分析

为提升广泛应用于相变储能领域的石蜡的导热系数,在手套箱内将导热系数高、熔点低、密度小的金属Na与石蜡复合为Na/paraffin新型相变储能材料,并对其导热系数、相变潜热及储/放热特性进行研究。结果表明:5%Na/95%paraffin复合相变储能材料导热系数较纯石蜡提高了17.6倍,储/放热速率均较纯石蜡提升了1倍;经过200次循环实验后,3%Na/97%paraffin复合相变储能材料相变温度由60.58℃下降到59.65℃,相变潜热由166.7520J·g^(-1)下降到160.5632J·g^(-1),热导率由2.33W·m^(-1)·K^(-1)减少到1.98W·m^(-1)·K^(-1)。

多晶Na_2SO_4/SiO_2复合相变储能材料晶型转变及热膨胀特性分析

对无机盐／陶瓷基（Na2SO4／SiO2）复合相变储能材料的制备前后进行XRD实验，分析了该材料在制备过程中出现的多晶型转变现象；通过对复合相变储能材料进行热膨胀百分数的测试（室温～900℃），得出其热膨胀系数变化曲线，分析了复合相变储能材料的多晶型转变对热膨胀特性的影响。结果表明；复合相变储能材料在240℃附近和接近580℃处出现两次热膨胀特性的突然变化，该变化主要由两组份的多晶型变化引起；800～900℃，材料的平均热膨胀系数约为32×10^-6／℃。

定形复合相变储能材料实验研究

提出了研制一种定形的复合相变储能材料,通过实验分析了所研制的储能材料的融点、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由2种相变材料组成,通过物理吸附的方法将其复合在固态支撑材料中。在热分析中,用示差扫描量热仪(DSC)来测定储能材料的融点、融解热,用热重分析仪(TG)测定其热稳定性,并用扫描电镜(SEM)观测了材料的微相结构。测试结果表明,该储能材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性,因此可被应用于储能和热能回收系统中。

石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的研究

以膨胀珍珠岩为吸附材料,石蜡为相变储能材料,制备了石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料;运用扩散-渗出圈法确定了膨胀珍珠岩的最佳吸附量为65%(质量分数,下同);采用DSC及SEM对最佳吸附量的石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的相转变过程及微观结构进行研究。结果表明:膨胀珍珠岩的内部孔隙基本被石蜡完全填充,其自身成为了密实颗粒;复合相变储能材料的相变温度与石蜡的相变温度基本一致,其相变潜热与对应质量分数下石蜡的相变潜热相当。

石墨填充复合相变储能材料导热性能和稳定性能研究

以三水醋酸钠作为储能单元、环氧树脂为载体制得复合相变储能材料,它在熔点温度时表现出很强的稳定性和储能效果。通过向复合相变储能材料中添加导热率高的且具有多孔吸附性的膨胀石墨,可进一步提高导热性能和密封性能。结果表明,当三水醋酸钠质量分数为60%,膨胀石墨为5%时,相变储能材料相变焓为148.5 J/g,导热率为0.891 W/(m℃),且稳定性良好。

超声辅助真空作用下复合相变储能材料的制备装置及热性能分析

设计一种超声辅助真空设备对复合相变储能材料进行熔融混合,并对复合材料的热性能进行分析。首先根据实验要求设计装置腔体,对与腔体相连的真空泵、温度控制器和超声振荡仪进行选型,并将各部分组件连接调试。然后设计对石墨烯纳米片/聚乙二醇(GNPs/PEG)复合材料的实验制备流程和方案,利用差示扫描量热仪对不同振荡频率和GNPs/PEG比率下复合材料的热性能进行分析。通过对超声功率研究的比较结果发现,超声辅助工艺对于GNPs/PEG复合材料的热储能性能可以起到明显改善的作用。

复合相变储能材料的性能研究比较

选用优质多孔载体材料膨胀珍珠岩与相变储能材料月桂酸、石蜡,通过简单的物理熔化法进行熔融复合,制备出复合相变储能材料,并且对制备好的两种复合相变储能材料做一系列实验,对其性能进行研究比较。

复合相变储能材料及其在发动机余热利用中的应用研究

为回收发动机冷却液余热,选取豆蔻酸为相变储热材料,制备了豆蔻酸/膨胀石墨复合相变材料并对其性能进行了表征,将复合材料封装在相变储能器中,借助Fluent软件对相变蓄能器的蓄、释能特性进行模拟分析。结果表明复合材料具有高的相变潜热和合适的导热系数,适合作为回收冷却液余热的相变材料。

石墨烯增强复合相变储能材料的热学性能研究

以铁尾矿多孔陶瓷为载体,通过自发浸渗法成功制备出了添加石墨烯的复合相变储能材料,并对该材料热学性能及稳定性进行测试。结果表明:通过改变载体孔隙率,可以制得导热系数为0.41~0.59 W/(m·K)、潜热为69~120 kJ/kg、热学稳定性良好的导热增强复合相变储能材料。通过拟合,复合相变储能材料的导热系数与多孔载体的孔隙率呈线性关系,且经100次热循环后材料熔化潜热和导热系数分别降低了3.2%和16.7%。本研究为固废铁尾矿在蓄热、储能领域的应用提供了新思路。

十八烷酸复合相变储能材料的制备及性能研究

本文采用溶胶凝胶法,以十八烷酸作为相变储能物质,正硅酸乙酯为硅源水解形成的SiO_2为载体,合成出相变潜热高、热稳定性好、封装性能好、能有效解决泄漏问题的十八烷酸/二氧化硅复合相变储能材料,并且探究了反应物用量和反应环境对制备复合相变储能材料的影响。

复合相变储能材料储能密度及热导率分析

储能密度和热导率是表征微结构无机盐/陶瓷基(Na2SO4/SiO2)复合相变储能材料性能的两个关键指标。本文对该材料进行了X射线衍射、二次电子及断口形貌SEM分析。采用差示扫描量热系统(DSC)和JR-1激光导热常数仪测定了该材料的相变潜热和热导率(室温—900℃),结合材料的微观结构对其储能密度和热导率进行了分析和讨论。结果表明:Na2SO4/SiO2复合相变储能材料的相变温度在882℃附近,相变潜热与Na2SO4的质量百分含量成正比,储能密度随Na2SO4的质量百分含量不同,大约为220—240 J/g;Na2SO4/SiO2复合相变储能材料热导率随着温度的升高而不断降低,在低温阶段表现为急剧下降,在500℃左右达到最低点,600℃以后随着温度的升高,热导率略有回升。

Na_2SO_4·10H_2O/EG复合相变材料的制备与性能分析

以十水硫酸钠为相变材料,采用真空吸附法制备十水合硫酸钠/膨胀石墨复合相变储能材料(Na_2SO_4·10H_2O/EG),对其融化-凝固、相分离、过冷、潜热等热物性进行测试分析。结果表明:在Na_2SO_4·10H_2O中添加2%(质量分数,下同)硼砂和8%EG后,可得到理想的Na_2SO_4·10H_2O/EG固-固复合相变材料。此时,Na_2SO_4·10H_2O相分离得到消除,过冷度由13.6℃降低到0.6℃以下,相变潜热和体储能密度分别为225.77kJ·kg^(-1)和218.09MJ·m^(-3)。此外,导热率也得到提高,相比于只添加成核剂硼砂的Na_2SO_4·10H_2O PCM,储热时间缩短52.6%,放热时间缩短55.1%,经过500次急剧升温-降温循环后也未出现性能衰减,储/放热性能较好。

石蜡复合相变材料的研究进展及其热学性质

石蜡作为相变储能材料具有不存在过冷及析出现象,性能稳定,无毒,无腐蚀,价格便宜等优点。石蜡复合相变储能材料弥补了石蜡作为相变储能材料的缺点,改进了在实际应用中相变材料的效果,并且扩大了石蜡相变储能材料应用的领域。主要介绍了国内外对石蜡复合相变储能材料的研讨及相关热学性质。

复合相变储能砂浆性能实验研究

通过将复合相变储能材料应用在建筑墙体材料中,达到调节室内热舒适度、降低建筑能耗目的。研究了普通砂浆和复合相变储能材料不同龄期的抗折强度和抗压强度,热循环对不同龄期复合相变储能砂浆抗折强度和抗压强度的影响,以及石蜡相变储能砂浆的控温性能。结果表明:复合相变储能砂浆可以满足普通砂浆的基本力学性能要求;热循环后对复合相变控温砂浆力学性能影响很小;相变储能砂浆模拟房内的温度波动小于普通砂浆,可改善居住舒适度。