【正文】 4在同樣的溫度下將 Na2HPO4 實驗探索過程 在確定了本次試驗的主要內(nèi)容后，我們便查閱了相關(guān)的 實驗研究。 12H2O分析純研成粉末 ,緩慢均勻地加入熔融的硬脂 酸中 ,同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%的聚丙烯酞胺 ,持續(xù)攪拌 ,大概是 10分鐘左右，即可得到試驗所需混合材料。 實驗儀器 電子天平，研缽，振動磨，恒溫磁力攪拌器，水浴鍋，烘箱，冰箱，燒杯，試管，掃描電鏡，紅外光譜儀， 差示掃描量熱 儀，拉曼光譜儀等。 水解度小于等于 30%，固體含量大于等于 90%，本實驗采用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2％的聚丙烯酰胺溶液，性狀為 無色或淡黃色稠膠體、無臭、中性、溶于水、不溶于乙醇、丙酮，溫度超過 120℃時易分解，絮凝，河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 22 沉降，補(bǔ)強(qiáng)等作用。 177。 化學(xué)名 ： 十八烷酸 ； 分子式 ：C18H36O2， CH3(CH2)16COOH； 分子量 ： 。當(dāng)然無機(jī)材料作為相變儲能材料也有過冷度大、相變溫度偏高等缺點。開發(fā)利用可再生能源對節(jié)能和環(huán)保具有重要的現(xiàn)實意義。為研究液體石蠟對膠體材料相變溫度的影響，并確定在硬脂酸與 Na2HPO4 本課題研究的內(nèi)容和意義 研究內(nèi)容 本實驗在前人研究的基礎(chǔ)上，通過查閱資料以硬脂酸與 Na2HPO4為本次實驗設(shè)計提供了很好的實驗依據(jù)。 12H2O混合， 制得混合相變儲能材料，解決了無機(jī)材料 Na2HPO4盡管硬脂酸有這些性能優(yōu)點，但有去臭味、相變溫度高和導(dǎo)熱性能差的缺點，這些缺點限制了它的應(yīng)用。針對多元無機(jī) 有機(jī)相變材料，有研究者用丙三醇、乙酸鈉和水按 1∶ 1∶ 8 的比例混合得到一種新河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 17 型三元復(fù)合相變蓄冷材料，相變溫度為－ 14 ℃，相變潛熱為 172 J/g，可以在低溫物流、冷庫冷藏領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。對于二元或多元相變體系，除了應(yīng)具有合適的相變溫度和相變焓外，還應(yīng)考慮體系的熱穩(wěn)定性、耐久性以及與基體建筑材料的結(jié)合性能，這是將來研究的重點。利用兩種或兩種以上物質(zhì)可形成最低共熔物這一性質(zhì)，將溫度稍高、相對較便宜的相變物質(zhì)的相變溫度降低 ，擴(kuò)大相變材料種類的選擇，降低應(yīng)用成本。為相變儲能建筑材料的大規(guī)模使用創(chuàng)造條件。 改進(jìn)相變材料的封裝技術(shù)及其與基材的復(fù)合工藝 ,制備性能穩(wěn)定、生態(tài)友好的相變儲能材料。 建筑節(jié)能的效果受到相變溫度、相變儲能材料的種類、相變材料與傳統(tǒng)建材的配比、區(qū)域氣候、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)等眾多因素的影響。而且 ,由于缺乏對相變儲能建筑材料的壽命分析 ,對相變儲能材料的節(jié)能效果 ,也就很難做一個明 確的經(jīng)濟(jì)評價。使用較多的微膠囊技術(shù)成本較高 ,而且當(dāng)與建筑材料混合時 ,容易改變建筑材料的力學(xué)性質(zhì)。嚴(yán)格的講 ,目前研究開發(fā)的相變材料應(yīng)用于建筑節(jié)能領(lǐng)域都存在不足 ,比如相變溫度不匹配、相變熱值低、導(dǎo)熱性不好、與載體材料易分離等 ,需要進(jìn)行封裝、添加、共混等改性處理后才可應(yīng)用。沈陽建筑工程學(xué)院通過將有機(jī)的相變材料與建筑材料相結(jié)合研制出相變墻板 ,在相近似的室外環(huán)境溫度條件下 ,比較相變墻體房間與普通房間的熱性能 ,進(jìn)而分析相變墻體的使用在節(jié)能方面的作用。 Zhang 等對建筑物的框架墻進(jìn)行了熱性能的改造[38] 。 M. Hadjieva 等用 DSC 測試了無機(jī)水合鹽混凝土體系的蓄熱能力 ,并用紅外光譜分析了無機(jī)水合鹽混凝土體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 Inaba H 等人 通過熔融共混法成功地制備出石蠟 / 高密度聚乙烯定形相變材料 [36 ] 。 Yoneda 等研究了一系列可用于建筑物取暖的硝酸共晶水合物 ,從中篩選儲性能較好的六水氯化鎂和六水硝酸鎂的共晶鹽。Hasan 試驗發(fā)現(xiàn)棕櫚酸非常適合太陽能儲熱 [32] 。 從那以后 ,相變儲能材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用日益得到眾多學(xué)者和生產(chǎn)廠家的關(guān)注 ,進(jìn)行了大量的試驗研究并開發(fā)了眾多的產(chǎn)品。目前，相變材料用于大體積混凝土僅僅是具有技術(shù)可行性。相變蓄能圍護(hù)結(jié)構(gòu)可蓄熱能力強(qiáng)，在夏季可衰減建筑物室內(nèi) 和室外之間的熱流強(qiáng)度波動幅度，延遲室內(nèi)氣溫峰值出現(xiàn)的時間，從而提高建筑物的溫度自調(diào)節(jié)能力和改善室內(nèi)熱環(huán)境，達(dá)到降低空調(diào)耗電量和提高室內(nèi)熱舒適的雙重目的。 （ 3） 納米復(fù)合相變儲能材料 有機(jī)、無機(jī)納米復(fù)合儲能材料是將有機(jī)相變儲能材料與無機(jī)物進(jìn)行納米尺度上的復(fù)合 , 利用無機(jī)物具有高導(dǎo)熱系數(shù)來提高有機(jī)相變儲能材料的導(dǎo)熱性能 ,利用納米材料具有巨大比表面積和界面效應(yīng) , 使有機(jī)相變儲能材料在發(fā)生相變時不會從無機(jī)物的三維納米網(wǎng)絡(luò)中析出。 定形相變儲能材料由相變材料和支撐材料組成 ,在發(fā)生相變時定形相變材料能夠保持一定的形狀 , 且不會有相變材料泄漏。采用 MEPCM 作為蓄熱器填充材料 ,工藝簡單、成本低 ,加上這些優(yōu)異的特性 ,目前已經(jīng)可以應(yīng)用于紡織品、傳熱流體河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 11 以及建筑物 、軍事、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中。外殼材料的熔點要高于內(nèi)核相變材料的相變溫度和應(yīng)用過程中可能遇到的最高溫度。外殼材料雖 然也可以采用無機(jī)材料 ,如硅酸鈣、金屬等 ,但常用的是高分子材料 ,如脲醛樹脂、蜜胺樹脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯和芳香族聚酰胺等等 ?；蛘咴谟袡C(jī)類儲能材料中加入高分子樹脂類 ( 載體基質(zhì) ) ,使它們?nèi)廴谠谝黄鸹虿捎梦锢砉不旆ê突瘜W(xué)反應(yīng)法將工作物質(zhì)灌注于載體內(nèi)制備而得 , 并對相變儲熱材料的熱物理性能進(jìn)行了詳盡的研究。 目前 , 相變儲能材料的復(fù)合方法主要集中在以下三個方面 : （ 1） 膠囊型相變材料 相變材料微膠囊 (Microencap sulated phasechange materials)簡稱MEPCM ,就是應(yīng)用微膠囊技術(shù)在固 液相變材料微粒表面包覆一層性能穩(wěn)定的膜而構(gòu)成的具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合相變材料。 相變材料的復(fù)合 相變材料主要包括無機(jī) PCM、有機(jī) PCM和復(fù)合 PCM三類。膨脹石墨是由石墨微晶構(gòu)成的疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì)，它除了保留鱗片石墨良好的導(dǎo)熱性外，還具有良好的吸附性 [20]。 相變材料的載體 國內(nèi)外學(xué)者研究的載體材料主要是多孔介質(zhì)材料和微膠囊。近年來人們對二元相變體系研究較多，趨于成熟，而對多元相變體系研究較少，可能是多元相變體系的實驗研究較復(fù)雜。用石膏板吸附 26%該共熔物制成相變墻板，其相變溫度為℃，相變焓為 ，經(jīng)過 360 次熱循環(huán)后仍保持良好的熱能儲存和釋放性能，適合用于建筑材料。文獻(xiàn) [11][13]用 DSC法研究了 10～ 18間偶數(shù)有機(jī)羧酸的二元相變體系，發(fā)現(xiàn)這些二元相變體系均能形成共晶混合物，并且通過多次儲熱循環(huán)實驗研究其熱穩(wěn)定性，得出其分子結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，相變溫度和相變焓變化較小，熱性能穩(wěn)定，無降解現(xiàn)象，可用作儲能材料。利用兩 TX種或 兩種以上物質(zhì)可形成最低共熔物這一性質(zhì)，將溫度稍高、相對較便宜的相變物質(zhì)的相變溫度降低，擴(kuò)大相變材料種類的選擇，降低應(yīng)用成本。膨脹石墨基復(fù)合相變材 料具有高的熱導(dǎo)率，固液相變時無液體滲出，可直接與其它材料復(fù)合后使用，完全可以解決其它基相變材料熱導(dǎo)率低和滯后性大的問題，但膨脹石墨的成本高，影響其推廣應(yīng)用。有機(jī)相變材料的相變溫度大都在中低溫范圍，可以單獨作為相變材料，采用浸漬、吸附、插層或者微膠囊等技術(shù)制備相變儲能材料，其河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 7 復(fù)合材料的相變溫度基本為有機(jī)物質(zhì)的相變溫度。一般說來，同系有機(jī)物的相變溫度和相變焓會隨著其碳鏈的增長而增大，這樣可以得到具有一系列相變溫度的儲能材料，但隨著碳鏈 的增長，相變溫度的增加值會逐漸減小，其熔點最終將趨于一定值。另外，高分子類有：聚烯烴類、聚多元醇類、聚烯醇類、聚烯酸類、聚酰胺類以及其它一些高分子 。一是過冷現(xiàn)象，解決的方 法有：①加成核劑，如加入微粒結(jié)構(gòu)與鹽類結(jié)晶物相類似的物質(zhì)；②冷指法，即保持一部分冷區(qū)，使未熔化的一部分晶體作為成核劑。 現(xiàn)就材料組成這一方面對相變材料的發(fā)展?fàn)顩r做如下簡介： a. 無機(jī)相變材料 河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 6 無機(jī)相變材料種類繁多，主要包括以結(jié)晶水合鹽類為代表的中低溫相變材料和以熔融鹽類為代表的高溫相變材料。 （ 2） 按相變的方式分為固 固相變、固 液相變、固 氣相變和液 氣相變材料。相變儲能以儲能密度高、易與運行系統(tǒng)相匹配和易控制等優(yōu)點，被大量應(yīng)用于建筑節(jié)能、空調(diào)蓄熱和余熱回收裝置；而相變材料的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。Na2HPO4 12H2O and liquid paraffin is simply the physical integration of the three。 關(guān)鍵詞 ： 相變材料；硬脂酸； Na2HPO4本設(shè)計旨在制備出一種新的相變儲能材料，并對其相關(guān)性能做出研究。目前對一元相變材料的研究較為成熟，而關(guān)于三元相變儲能材料，目前研究的比較少。 12H2O及液體石蠟三者只是簡單的物理融合；液體石蠟相對含量為 40%的混合相變材料的相變溫度為 ℃，相變潛熱為 105J/g。 study shows that: stearic acid, Na2HPO4 liquid paraffin wax。 12H2O混合相變儲能材料的研究 ........... 17 石蠟基相變材料的性能研究 ............................... 17 本課題研究的內(nèi)容和意義 ...................................... 18 研究內(nèi)容 .............................................. 18 研究意義 .............................................. 18 河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 4 第 3 章 相變材料的的制備 ................................................................ 20 材料及儀器 .................................................. 20 實驗材料 .............................................. 20 實驗儀器 .............................................. 22 實驗方法 .................................................... 23 實驗探索過程 .......................................... 24 珍珠巖的吸附試驗 ...................................... 26 滲透實驗 .............................................. 27 實驗結(jié)果及分析 .............................................. 28 ........................................... 28 ............................................... 31 DSC分析 ............................................... 34 第 4 章 實驗結(jié)論與不足 ................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ......................................................................................... 40 致 謝 .............................................................................................. 44 河南理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 5 第 1 章 緒論 隨著全球工業(yè)的迅猛發(fā)展，能源漸趨緊張；同時，生產(chǎn)、生活中大量被浪費能源的回收 利用以及太陽能、地?zé)岬刃滦湍茉吹拈_發(fā)需要，使新能源新材料的儲能理論與技術(shù)研究的重要性日益顯露。目前相變儲能材料的種類很多，可大致分為以下幾類： （ 1） 按相變溫度的范圍可分為高溫相變材料（ 250℃）；中溫相變材料（ 100℃ — 250℃）；所謂的低溫相變儲能材料則是相變溫度低于 100℃的儲能材料 [1]。亦可分為水合（ Hydrated）相變材料和蠟質(zhì) (Paraffin Wax)相變材料 。但是這類相變材料通常存在著兩個問題 [2]。 常用有機(jī)類相變材料有：高級脂肪烴類、脂肪酸或其酯、鹽類、醇類、芳香烴類、芳香酮類、酰胺類、氟利昂類和多羥基碳酸類。但也有人利用有機(jī)相變材料導(dǎo)熱系數(shù)小的缺點設(shè)計出了儲能熱墊材料，達(dá)到長時間供熱的效果 [5]。有機(jī)相變材料又可分為一元有機(jī)相變材料和二元及多元有機(jī)相變材料。該材料在相變溫度范圍內(nèi)具有明顯的儲能效果，對于增加材料本身的熱惰性有著積極的作用，可以考慮