硅膠和多孔玻璃對固-固相變儲能材料四氯合鋅酸十四烷基銨儲熱性能調(diào)控.pdf

1、相變儲能材料是通過物質(zhì)相態(tài)轉(zhuǎn)化來儲存或釋放能量的功能材料，目前被廣泛的應(yīng)用于軍事、建筑、醫(yī)藥、航空航天等領(lǐng)域，大幅提高能源的利用率。但目前相變材料存在的相變溫度適用范圍小、儲能密度低、過冷度大等問題限制了其適用范圍，性能優(yōu)良的相變材料并不能完全滿足各種工作環(huán)境要求。四氯合鋅酸十四烷基銨[(C14H29NH3)2ZnCl4，C14Zn]是一種層狀類鈣鈦礦型固-固相變儲能材料，在外觀結(jié)構(gòu)上具有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)部為有機-無機雜化層，具有

2、穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)。在熱力學(xué)性能方面，儲熱密度高，相變焓值大，過冷度相對較小，相變過程無液相、氣相生成，化學(xué)性能穩(wěn)定且環(huán)境友好。硅膠（SG）和多孔玻璃（CPG）是孔徑大小固定，內(nèi)部孔道分布均勻的常見多孔材料，在本實驗中，利用硅膠和多孔玻璃特有的孔道小尺寸效應(yīng)、孔道壁表面與界面效應(yīng)和多孔材料內(nèi)部的宏觀量子隧道效應(yīng)，對相變材料的熱力學(xué)性能進行調(diào)控。本研究基于液相反應(yīng)法制備了相變材料四氯合鋅酸十四烷基銨(C14H29NH3)2ZnCl4，利用溶液

3、浸漬法制備 C14Zn/SG(d=15-200nm)和C14Zn/CPG（d=11.5-300 nm）復(fù)合相變儲能材料。通過DSC、SEM、XRD等手段表征了上述材料的熱力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)特征，探究了不同種類以及不同孔徑的多孔材料對相變材料四氯合鋅酸十四烷基銨儲熱性能的調(diào)控。本研究的主要工作如下：
　　（1）基于液相反應(yīng)法，制備四氯合鋅酸十四烷基銨(C14H29NH3)2ZnCl4，并用SEM、XRD、DSC等手段表征產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和熱力

4、學(xué)性能。
　?。?）利用SEM、XRD、DSC表征硅膠SG和多孔玻璃CPG的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性能，探究硅膠和多孔玻璃的凈化。
　?。?）基于溶液浸漬法，利用多孔材料對溶液的吸附性能，將(C14H29NH3)2ZnCl4（C14Zn）吸附進不同孔徑的硅膠SG和多孔玻璃CPG內(nèi)，加熱并真空抽濾、除盡無水乙醇，制備C14Zn/SG(d=15-200nm)和C14Zn/CPG（d=11.5-300 nm）復(fù)合材料。并用SEM、XRD、D