石蜡/碱改性硅藻土/膨胀石墨复合相变储热材料的制备及性能

通过碱处理,优化了硅藻土(DIA)的孔隙结构,提高了孔隙率,增加了石蜡(paraffin)负载量。通过直接浸渍法制备了新型性状稳定的石蜡/碱改性DIA/膨胀石墨(EG-alDIAP)复合材料,并研究了其结构与性能的关系。结果表明,复合相变材料的石蜡负载量从47.4%提高到了61.1%,进而提高了复合材料的储热性能;向改性DIA中添加膨胀石墨(EG)提高了复合材料的传热能力,添加质量分数10%EG时导热系数提高了113%(从0.276 W·m^(-1)·K^(-1)提高到了0.589 W·m^(-1)·K^(-1))。随着EG含量的升高,复合相变材料的相变潜热有所增加,但化学相容性、稳定性等无明显变化。含10%EG的石蜡/碱改性DIA复合材料具有可靠的储能性能、良好的温度调节性能和蓄放热能力。

添加膨胀石墨的二十二烷-十二醇复合定形相变材料的性能研究

针对于太阳能PV/T系统相变材料热导率低、易泄漏的问题,本工作制备了二十二烷-十二醇/膨胀石墨复合定形相变材料并对其性能进行实验研究。本工作首先按照6∶4的比例制备了二十二烷-十二醇相变材料,然后采用熔融共混法制备了一系列膨胀石墨含量不同的复合定形相变材料。实验借助场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,利用热流型差示扫描量热仪、热导率测量仪等仪器测量其潜热、热导率等参数,研究了材料的物理相容性、吸附性、循环稳定性,探究了膨胀石墨和二十二烷-十二醇的最佳配比及其各项性能。结果表明,当膨胀石墨质量分数为15%时,复合定形相变材料性能最佳,此时膨胀石墨足以将相变材料吸附,渗漏率仅为3.85%且无明显渗出,其熔化和凝固相变潜热分别为203.8 kJ/kg和-196.6 kJ/kg;在经过50次冷热循环后,其相变温度及潜热变化较小,热导率基本保持稳定,波动幅度仅为5.9%,质量损失较少,仅为0.0495 g,表现出良好的循环稳定性。研究为后续定形相变材料在太阳能PV/T系统中的应用提供理论数据支撑。

正二十烷/十二水磷酸氢二钠/膨胀石墨复合相变蓄热储能材料的制备与性能分析

为解决十二水磷酸氢二钠的过冷、相分离、循环稳定性等问题,研发制备N-E/DHPD/EG复合相变材料,并对其各项性能进行表征分析。N-E/DHPD/EG复合相变材料过冷度降低到1℃以内,同时保持了229 J/g以上的相变焓,在保证相变焓不产生过大降低的情况下,复合相变材料过冷度问题得到很好的改善。同时,膨胀石墨的加入,极大的提升了复合相变材料的导热系数达1.086 W/(m·K)以上,且循环稳定性较好。

CaCl_(2)·6H_(2)O/膨胀石墨复合相变材料的制备及研究

以CaCl_(2)·6H_(2)O为相变材料、膨胀石墨(EG)为载体,采用多孔基质吸附法制备CaCl_(2)·6H_(2)O/EG复合相变材料。通过试验研究材料的性能和组成结构。结果表明EG对CaCl_(2)·6H_(2)O负载率可达90%,CaCl_(2)·6H_(2)O/EG的相变温度和相变潜热分别为29.78℃和128.43 J/g。EG的微孔隙表面对CaCl_(2)·6H_(2)O的约束作用,可提高热循环过程中CaCl_(2)·6H_(2)O结构的稳定,维持其相变温度和相变潜热的基本稳定。小室试验表明,采用CaCl_(2)·6H_(2)O/EG材料隔墙的试验小室可有效降低小室的最高温度,大大延缓小室达到最高温度的时间,减缓小室温度波动。因此,CaCl_(2)·6H_(2)O/EG复合相变材料对建筑节能具有重要意义。

水合盐/膨胀石墨复合相变材料的热物性及循环稳定性研究

本研究以三水合乙酸钠(SAT)作为主体相变材料,十二水合磷酸氢二钠(DSP)作为成核剂,羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,膨胀石墨(EG)作为导热强化剂,采用熔融搅拌法制备了SAT-DSP-CMC/EG复合相变材料。通过扫描电镜、流变仪、天平、差示扫描量热仪、热常数分析仪等仪器对材料特性进行了表征和测量。通过热循环系统对材料的热循环稳定性进行了评估。结果显示,膨胀石墨可以提升复合相变材料的导热系数和黏度,但同时对复合相变材料的相变潜热和表观密度造成影响。随着膨胀石墨用量从1%增加至6%,复合相变材料的导热系数从1.055 W/(m·K)增长至2.247 W/(m·K),复合相变材料的表观密度从1.13 g/cm^(3)下降至0.77 g/cm^(3),复合相变材料的相变潜热从266.2 J/g下降至232.7 J/g。热循环实验表明,膨胀石墨用量为1%的复合相变材料具有良好的热循环稳定性,在530次热循环中,有效循环占比高于92%,过冷度普遍低于8℃。

氮化硼强化聚乙二醇/膨胀石墨复合相变材料的制备与热性能

以聚乙二醇(PEG1000)为原材料,采用热熔法混合膨胀石墨(EG)及氮化硼(BN)制备一种可用于电池热管理的定型复合相变材料。通过调整EG和BN的添加量,研究其对复合相变材料热物理性能的影响。基于红外光谱分析、差示扫描量热分析和热重分析,研究复合相变材料的化学结构、相变特性及热稳定性;基于稳态法搭建热导率测试装置,测试并计算复合相变材料的热导率。结果表明:当EG和BN的质量分数均为5%时,复合相变材料PEG1000/EG/BN的热稳定性良好,且蓄热效果最佳(潜热为126.72 kJ/kg,过冷度较PEG1000下降0.63℃);热导率为2.09 W/(m·K),相比PEG1000提高226.6%,相比PEG1000/5%EG提高27.4%。总体而言,PEG1000/5%EG/5%BN的制备流程简单,且热导率大于2 W/(m·K),潜热大于120 kJ/kg,适用于电池热管理系统。

膨胀石墨/多壁碳纳米管基共晶盐复合相变材料的制备及热特性

单一水合盐作为相变蓄热材料使用时常常由于过冷、相分离、易泄漏以及其相变温度而受到限制,因此迫切需要制备出一种储热密度高、相变温度适宜、热导率大的复合相变材料。本工作采用熔融共混法在NH_(4)Al(SO_(4))_(2)·12H_(2)O(AASD)中掺入不同质量分数的MgSO_(4)·7H_(2)O(MSH),成功制备了AASD-MSH共晶盐相变材料,其质量比为55∶45,相变温度为76.4℃,相变潜热为189.4 J/g。共晶盐的X射线衍射图谱和傅里叶红外光谱表明其为物理混合。引入质量分数1%成核剂CaCl_(2)·2H_(2)O及1%增稠剂可溶性淀粉降低共晶盐过冷度,过冷度从34.9℃降低至28.0℃。引入改性膨胀石墨(MEG)与多壁碳纳米管(MWCNTs)制备复合相变材料,改善共晶盐易泄漏及热导率低等问题,当MWCNTs质量分数为0.5%时,复合相变材料的热导率高达8.185 W/(m·K),为共晶盐的19.98倍,其中共晶盐占比为75.6%,相变温度为74.3℃,相变焓值为133.5 J/g,过冷度进一步降低至22.2℃。热重实验表明与MEG-MWCNTs的复合增加了共晶盐的热稳定性,且经过100次冷热循环后复合相变材料的相变焓值基本不变,具有良好的循环稳定性。本工作制备得到的AASD-MSH/MEG-MWCNTs复合相变材料是一种相变温度适合、相变焓值较高、热导率较大的相变材料,且具有良好的热循环稳定性,应用潜力极大。

新型膨胀石墨复合保温材料的研究

利用多种具有良好膨胀性能和隔热性能的含碳材料 ,通过优化复配 ,开发出了一种性能优良的炉外铁水保温材料。工业试验表明 ,膨胀石墨复合保温材料的保温性。

膨胀石墨定形复合相变材料热性能可视化研究

膨胀石墨(EG)作为吸附材料不仅可以防止石蜡(PA)泄漏,还可以提高复合相变材料的导热系数。采用熔融混合法制备了EG含量不同的3种石蜡/膨胀石墨(PA/EG)定形复合相变材料,并对复合相变材料的潜热、热导率、热稳定性和热分解特性进行研究;搭建了可视化控温系统,在恒热流密度下采用红外热成像仪对复合相变材料传热特性进行可视化研究。研究结果表明:EG含量为30%(wt,质量分数,下同)时,复合相变材料导热系数为5.21W/(m·K),与PA相比提高约20倍;随着EG含量的增加,复合相变材料的相变焓逐渐降低,当EG含量为30%时,循环100次后复合相变材料的相变焓为183.6J/g;从熔融过程的温度可视化结果可得,复合相变材料中的EG虽然削弱了自然对流的影响,但是由于其导热系数远高于PA,所以复合相变材料温度变化较为明显。

膨胀石墨基复合材料在电化学中的应用

膨胀石墨(EG)是由天然鳞片石墨制得的一种疏松多孔的蠕虫状新型碳材料,具有多孔结构、大比表面积、高表面能、良好的导电性和机械柔韧性等优点,有着广泛的用途。为了进一步提高原始多孔材料的性能,常常会将多孔材料与其他材料相结合,构建的复合材料能表现更优异的性能。在这篇综述中,着重介绍了基于膨胀石墨与金属纳米粒子、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物、导电聚合物以及金属有机骨架等构建的复合材料在电化学传感、电催化、电化学储能等方面的应用。

月桂酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料的制备及性能

以理论计算为基础,制备了月桂酸-棕榈酸-硬脂酸三元低共熔混合物(LA-PA-SA)。利用膨胀石墨(EG)的网状多孔结构,制备了最佳质量配比为15:1(LA-PA-SA:EG)的LA-PA-SA/EG复合相变材料。综合利用FT-IR、SEM、DSC、冷热加速循环和蓄放热实验等对复合相变材料的结构和性能进行了研究。结果表明:LAPA-SA通过物理吸附作用均匀分布于EG的多孔结构中;复合相变材料的熔化和凝固温度分别为32.1℃和30.3℃,熔化和凝固潜热分别为143.2J·g-1和143.1J·g-1;经过1000次冷热循环后具有良好的热稳定性和化学稳定性;EG的高导热性加快了复合相变材料的蓄放热速率。

膨胀石墨/石蜡复合相变储能材料的制备与性能研究

以膨胀石墨为载体,石蜡为相变储能材料,制备了复合相变材料。由于膨胀石墨良好的吸附性能和毛细作用力,石蜡能稳定存在于膨胀石墨中。采用SEM、DSC和TG对复合相变材料进行表征,结果表明:膨胀石墨吸附石蜡后仍能保持原来疏松多孔的蠕虫状,稳定吸附倍率为17倍;复合相变材料的相变温度与石蜡相似,并具有较高的相变潜热。其储热时间较纯石蜡减少了66.7%～76.7%,放热时间减少82.2%。

膨胀石墨复合材料的电磁特性及其3mm、8mm波动态衰减性能研究

通过高温下膨化二茂铁与可膨胀石墨混合物的方法,制得附着铁氧化物的膨胀石墨复合材料．铁氧化物的主要成分为Fe2O3、Fe3O4,随着铁氧化物含量的增加,其平均电导率呈下降趋势,而磁化强度逐渐增强,复合材料呈亚铁磁性．在不影响膨胀石墨电损耗吸收的同时,复合材料增加了磁损耗吸收,其3mm、8mm波动态衰减效果明显优于单纯的膨胀石墨．二茂铁和可膨胀石墨的质量比为2-3:5时,3mm、8mm波动态衰减能力最强．

丁腈橡胶/膨胀石墨导电纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法制备了丁腈橡胶/膨胀石墨纳米复合材料。扫描电镜(SEM)研究表明,超声处理后的膨胀石墨薄片厚度为纳米级。透射电镜(TEM)研究证实,膨胀石墨确以纳米级尺寸分散在橡胶基体中。力学性能研究表明,填加5份膨胀石墨时,纳米复合材料的拉伸强度最大,为28·4MPa,是不含膨胀石墨的复合材料的1·8倍。导电性能研究显示,填加10份膨胀石墨时,纳米复合材料的表面电导率和体积电导率分别为1·1×10-9S/cm和1·2×10-9S/cm,是不含膨胀石墨的复合材料的100倍和43倍。

膨胀石墨／聚酯导电复合材料的制备与导电行为

采用熔融共混法制备了膨胀石墨(EG)/聚酯(PET)导电复合材料。利用扫描电镜及电导率测试等研究了复合材料的制备方法对其结构形态和导电性能的影响。结果表明,EG与聚合物基体间的相互作用和机械剪切力使PET分子能够进入EG的片层和孔隙中,促进了导电网络的形成,导致EG/PET复合材料具有较低的逾渗值,仅为3.14%。环氧树脂(ER)与EG间的强相互作用使其易于对EG插层和剥离,使ER-EG/PET体系的逾渗值进一步降低到1.80%。运用统计逾渗理论分析了材料的导电机制。发现复合材料电导率的各向异性、复杂的微观结构以及在高于逾渗值仍存在隧道导电是临界指数高于普适值的主要原因。

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。

月桂酸-肉豆蔻酸/膨胀石墨封装复合相变储能材料的制备及表征

以月桂酸-肉豆蔻酸(LA-MA)低共熔酸为芯材,膨胀石墨(EG)为担载材料,利用熔融吸附法制备LA-MA/EG复合相变材料。采用有机无机复合硅溶胶对其包封定形,得到LA-MA/EG封装复合相变材料用来改善相变过程中液态脂肪酸的渗漏问题,并通过SEM、FT-IR和DSC对该封装复合相变材料的结构和性能进行表征。结果表明:LA-MA/EG封装复合相变材料的潜热和相变温度为119.5 J/g和31.2℃;封装材料并未引起新生成物的出现,且可明显抑制脂肪酸的渗漏现象;加速热循环后的封装复合相变材料仍可保持良好的储能性质。

膨胀石墨-ZnO复合材料的制备及其光催化降解原油的性能

采用化学氧化—浸渍法制备出膨胀石墨-ZnO(EG-ZnO)复合材料,采用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度法及傅里叶变换红外光谱仪等表征手段对该复合材料的形貌、结构及其光催化降解水面原油的性能进行了研究。研究结果表明,EG-ZnO复合材料保持了膨胀石墨疏松多孔的蠕虫形貌,六方晶系结构的ZnO晶体均匀地分布于膨胀石墨的层间和表面。经紫外光照射72h后,吸附于EG-ZnO复合材料中的原油发生了显著的光催化降解反应。当该复合材料中ZnO的质量分数为80%时,原油的降解率可达35%,降解产物中有酮、醛及醇类等物质。

膨胀石墨/八水氢氧化钡复合定型相变材料的制备与储热性能研究

通过在八水氢氧化钡中添加成核剂磷酸二氢钾和强化传热材料膨胀石墨,利用真空吸附法制备了膨胀石墨/八水氢氧化钡复合定型相变材料.采用LeicaDM6000M 显微镜,“步冷曲线法”和量热法对其热性能进行了表征和测试,结果发现,添加0.5%-2%的磷酸氢二钾可使八水氢氧化钡的过冷度由11.4℃降低到0.5℃以内,1%-3%的膨胀石墨可使过冷度降低到4 ℃. 复合定型相变材料的较优组成为：93%Ba（OH）2·8H2O＋6%EG＋1%KH2PO4 时,其相变潜热为248.3kJ/kg,与纯物质相比可缩短储热时间45.1%,缩短放热时间54.5%,且相变中无液态产生,是较好的“固G固”定型复合相变材料.

膨胀石墨-酚醛活性炭复合材料处理污油的研究

采用吸油性较好的膨胀石墨与酚醛树脂基活性炭复合 ,制成用于吸收生活废油的吸油材料。研究了膨胀石墨与酚醛树脂基活性炭复合材料中膨胀石墨与酚醛树脂基活性炭的不同配比、温度对复合材料吸油率的影响等 ,通过扫描电镜对吸油复合材料微观结构的观察 ,分析和探讨了吸油复合材料的吸油机理。