多孔介質(zhì)改性水合鹽相變材料及熱物性能研究.pdf

1、能源與環(huán)境問(wèn)題是限制世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問(wèn)題，早已成為當(dāng)今世界的主題之一?；茉慈找婵萁撸h(huán)境污染日益加重，這些問(wèn)題促使著各國(guó)加大了對(duì)可再生資源、清潔能源和能源利用技術(shù)等方面的研究和探索。二十世紀(jì)七十年代興起的相變材料和相變儲(chǔ)能技術(shù)，在太陽(yáng)能熱利用、電力的削峰平谷、工業(yè)余熱回收、民用建筑和空調(diào)制冷等領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生了顯著的節(jié)能環(huán)保效果。因此，新型相變儲(chǔ)能材料的開(kāi)發(fā)和現(xiàn)有相變材料的改良研究，對(duì)提高其技術(shù)性，經(jīng)濟(jì)性和可靠性具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)

2、值和深遠(yuǎn)的科學(xué)意義。
　　本文選用氣相二氧化硅(FS)、碳納米管(CNTs)、膨脹石墨(EG)和泡沫型多孔介質(zhì)（泡沫銅、泡沫鎳和碳海綿）作為多孔介質(zhì)，選擇十二水磷酸氫二鈉(DSP)作為相變儲(chǔ)能材料，在超聲分散、磁力攪拌作用下混合，制備出多孔介質(zhì)復(fù)合相變儲(chǔ)能材料。采用高倍像素的照相機(jī)觀察復(fù)合水合鹽的宏觀表觀形貌，采用多路溫度測(cè)試儀記錄復(fù)合水合鹽熔化-凝固時(shí)的溫度變化，采用差示掃描量熱儀記錄復(fù)合水合鹽的DSC曲線。
　　結(jié)果表明

3、:隨著氣相二氧化硅添加量的增加，氣相二氧化硅-十二水磷酸氫二鈉相變材料(FS-DSP PCMs)增稠效果明顯，在空氣中的風(fēng)化失水作用得到了抑制;其過(guò)冷度小于Na2HPO4·12H2O的過(guò)冷度，且隨著氣相二氧化硅的含量增加而增大，其中0.5％FS-DSP PCMs的過(guò)冷度最小，為7.6℃，相對(duì)于DSP的過(guò)冷度14.4℃有明顯減小;隨著攪拌時(shí)間的增加，Na2HPO4·12H2O和FS-DSP相變材料的過(guò)冷度減小，效果不明顯;在導(dǎo)熱系數(shù)越大、

4、溫度越低的介質(zhì)中冷卻，Na2HPO4·12H2O和FS-DSP相變材料的凝固時(shí)間越短，過(guò)冷度越小。碳納米管復(fù)合十二水磷酸氫二鈉相變材料(CNTs/DSP PCMs)的過(guò)冷度小于DSP的過(guò)冷度，并且隨著CNTs的含量增加而增大，其中0.5％CNTs/DSP PCMs的過(guò)冷度為9.3℃;CNTs在復(fù)合鹽中分散狀況隨著乳化劑OP-10的含量而變化，其中0.5％OP-10/CNTs/DSP PCMs分散均勻;隨著乳化劑OP-10的增加，CNTs

5、/DSP PCMs的過(guò)冷度相對(duì)減小，其中0.5％OP-10/0.5％CNTs/DSP的過(guò)冷度最小，為4.9℃。膨脹石墨復(fù)合水合鹽相變材料(EG/DSP PCMs)由于密度不均勻，分為兩層;在20℃水浴中冷卻時(shí)，上下兩層的過(guò)冷度都隨著膨脹石墨(EG)的含量增加而減小，而且上下兩層的過(guò)冷度差別不大，其中4％ EG/DSP的上下兩層的過(guò)冷度最小，分別為10℃和9.9℃;膨脹石墨在水合鹽熔化-凝固過(guò)程中，能起到強(qiáng)化導(dǎo)熱的作用，縮短了凝固時(shí)間和熔

6、化時(shí)間;在0℃水浴中冷卻時(shí)，EG/DSP PCMs的過(guò)冷度隨著膨脹石墨的添加量增加而增大，但都小于DSP的過(guò)冷度;增稠劑CMC使膨脹石墨在水合鹽中的分散更為均勻，基本上不再分層，其中0.5％CMC/4％EG/DSP上下兩層的降溫曲線基本一致，而且0.5％CMC/EG/DSP的過(guò)冷度有明顯的減小。泡沫銅能加速Na2HPO4·12H2O的熔化。多孔材料降低了十二水磷酸氫二鈉的過(guò)冷度，其中泡沫銅、泡沫鎳和碳海綿分別能夠使體系的過(guò)冷度減小了3.