結(jié)晶二氧化鈦包覆正二十烷相變材料的雙功能微膠囊的合成、微觀結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)能源供給日益緊張，利用儲(chǔ)能技術(shù)將熱量暫時(shí)儲(chǔ)存在熱的或冷的物質(zhì)中以供給以后需要是目前提高能源利用率的有效方法。相變材料(phase change materials，PCMs)因具有儲(chǔ)放熱近似等溫和蓄熱容量大的優(yōu)點(diǎn)而在儲(chǔ)能領(lǐng)域備受關(guān)注。實(shí)際應(yīng)用中通常將相變材料封裝在膠囊中，以避免其用于熱能儲(chǔ)存系統(tǒng)存在的固有缺陷，提高其熱導(dǎo)率。相變微膠囊以其優(yōu)異的抗壓、控溫、儲(chǔ)熱等性能，在紡織、建筑、生物醫(yī)藥以及軍事等領(lǐng)域展現(xiàn)出十分廣泛的應(yīng)用前景。

2、本課題采用具有獨(dú)特性能的無機(jī)囊壁材料封裝相變材料，成功合成雙功能相變微膠囊，拓寬了微膠囊相變材料的應(yīng)用領(lǐng)域。本文分別采用正二十烷作為相變芯材，結(jié)晶二氧化鈦(TiO2)作為壁材，合成同時(shí)具有控溫和光催化特性的雙功能相變微膠囊，并用多種方式對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察、性能研究及功能表征。本課題的主要工作如下:
　　1、采用十二烷基硫酸鈉(SDS)為乳化劑、甲酰胺為溶劑、正鈦酸四丁酯(TBT)為鈦源、氟化鈉(NaF)電解質(zhì)為壁材結(jié)晶促進(jìn)劑，在O

3、/W反應(yīng)體系中完成了正二十烷/結(jié)晶TiO2微膠囊的合成。
　　2、改變核殼投料比獲得一系列不同核殼質(zhì)量比的正二十烷/結(jié)晶TiO2微膠囊相變材料。通過FT-IR、EDX和XPS驗(yàn)證其化學(xué)組成。在SEM及TEM下可觀察到產(chǎn)物為球形“核—?dú)ぁ苯Y(jié)構(gòu)，球大小在1.5～2.5μm左右，證明TiO2包覆正二十烷微膠囊相變材料的成功合成。DSC掃描證明所制備的微膠囊具有較高的儲(chǔ)熱能力，且相變材料的包覆效率和儲(chǔ)能效率隨著正二十烷/TBT質(zhì)量比的增大

4、而增大，材料的過冷度也較小。DSC升溫—降溫循環(huán)表明微膠囊封裝后的正二十烷具有較好的耐久性。TGA測(cè)試結(jié)果表明封裝后正二十烷的熱穩(wěn)定性提高，并且TBT比例越大，其熱穩(wěn)定性越高。
　　3、探究NaF的添加量對(duì)二氧化鈦囊壁的結(jié)晶形態(tài)與結(jié)晶度的影響。X射線衍射(XRD)測(cè)試結(jié)果表明，合成過程中不添加或添加少量NaF，產(chǎn)物的二氧化鈦囊壁呈現(xiàn)無定形結(jié)構(gòu);增大NaF濃度，二氧化鈦囊壁呈現(xiàn)板鈦型。適當(dāng)增大NaF的濃度，二氧化鈦囊壁的結(jié)晶度越來越