论文部分内容阅读
随着经济日益繁荣,能源供需矛盾越来越严重,如何提高能源利用率是当今科研人员的主要研究方向之一。采用潜热储能技术,将相变材料与建筑材料相结合,利用相变材料―被动调节能力‖将暂时不用的能源存储起来,在需要的时候释放,达到减少建筑能耗的目的。本文以肉豆蔻酸(MA)和十四醇(TD)为原料,采用熔融共混法制备二元复合相变材料,利用步冷曲线法测定不同组分的复合相变材料的结晶温度,绘制相图获得二元体系低共晶点。MA、TD质量配比为36:64时的混合物为低共晶混合物,结晶温度为32.7℃。差示扫描(DSC)测试结果表明MA-TD低共晶物的相变潜热为227.08kJ/kg;利用红外光谱(FT-IR)表征了二元相变材料的分子结构,结果表明复配后材料中的MA和TD的分子结构未发生变化,两者为物理复合。经过500次060℃冷热循环,二元低共晶物的相变温度基本不变,低共晶混合物的热稳定性较良好。采用溶胶-凝胶法,以二氧化硅作为支撑材料,MA-TD二元低共晶物为储能基元,制得MA-TD/SiO2定形复合相变材料。在70℃高温下,采用扩散-渗透圈法确定MA-TD相变材料和TEOS的最佳质量配比为1:2。利用扫描电镜(SEM)观测复合相变材料的外观结构,观测到复合后材料外观近球形,储能基元被固定到SiO2多孔网络中;差示扫描(DSC)检测结果得知复合相变材料的相变起始温度为23.46℃,相变潜热为83.07kJ/kg;FT-IR测试表明PCM和SiO2之间为物理复合,未出现新物质;通过300次060℃冷热循环,MA-TD/SiO2复合相变材料仍具有较好的热稳定性。以二氧化硅作为壁材,将MA-TD相变材料微胶囊化,制得MA-TD/SiO2相变储能微胶囊。通过SEM观测出微胶囊近球形外观,并且相变芯材被很好地包裹在二氧化硅壁材之中;DSC测试结果表明微胶囊的相变起始温度为29.93℃,相变潜热为98.78kJ/kg;FT-IR测试表明PCM和SiO2之间并未出现新基团,仅为物理方式结合;300次060℃往复温度循环实验后微胶囊各方面热物性变化较小,相变芯材没有渗出,其热稳定性好。通过对定形复合相变材料和相变微胶囊的吸湿实验结果对比,表明两者都具有一定的调湿能力,定形相变材料的吸湿能力更强。