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相变材料(Phase Change Materials,PCMs)作为新型储热材料,近来受到研究者们的极大关注,在太阳能热利用、电网调峰填谷、余热回收和航空航天及电池热管理等领域有广泛的应用前景。赤藓糖醇(ET)是一种中温有机固-液相变材料,它拥有较高的相变焓(△H)、无毒、热稳定性好等优点,但是存在严重的过冷且导热性能低的问题。本文致力于降低ET的过冷度(△T),提高ET相变材料的放热稳定性,从而优化ET的应用性能。此外,通过添加高导热填料氧化石墨烯(GO)制备复合相变材料以解决ET低导热性的不足,从而推动ET的应用。本文的主要研究内容包括以下五个部分:1.ET/成核剂复合相变材料的制备及性能研究。选择五种纳米粒子作为成核剂,在醇/水混合溶液中将ET与成核剂混合制备复合相变材料,旨在寻找降低ET过冷度的最佳成核剂,并通过单因素法对成核剂的最佳使用量进行了探究。实验结果表明,最佳的成核剂为纳米二氧化硅(nano-SiO2),在一定的添加量范围内,nano-SiO2能有效改善ET的过冷度,但是随着含量的增加,ET/nano-SiO2复合相变材料的△T出现先减小后增大的趋势,在2.0wt.%达到最小值,此时△T为67.12℃,ET过冷度降低了 33.53%,熔化焓(△Hm)为 323.50 J·g-1,凝固焓(△Hc)为 214.60 J·g-1。2.ET/增稠剂复合相变材料的制备及性能研究。选择三种增稠剂,在醇/水混合溶剂体系中与ET混合制备复合相变材料,探究复合相变材料的性能与增稠剂种类及用量的关系。实验结果表明,降低过冷度最佳的增稠剂是羧甲基纤维素(CMC),且当CMC的用量为2.0wt.%时最佳,此时ET/nano-Si02复合相变材料的△T为76.97℃,AHm为300.80 J·g-1,△Hc209.00 J·g-1。3.ET/成核剂/增稠剂复合相变材料的制备及性能研究。在前述增稠剂和成核剂对ET过冷度影响研究的基础上,将不同的成核剂与增稠剂同时与ET混合,研究成核剂与增稠剂对相变材料过冷度的共同影响。实验结果表明,nano-SiO2与CMC按1:1的质量比与ET复合制备得到ET/CMC/nano-SiO2复合相变材料,且总添加为4.0wt.%时,材料的△T为49.58℃,较纯ET降低了 50.90%。同时添加CMC和nano-Si02较单独添加nano-SiO2或CMC对ET的过冷有更明显的抑制作用,且复合相变材料具有较高的相变潜热,△Hm为314.60 J·g-1,△Hc为232.30 J·g-1,制得的复合相变材料在使用温度范围内具有良好的稳定性。4.ET/Si02定形相变材料的制备及性能研究。本章采用溶胶-凝胶法,在ET的饱和水溶液及酸催化剂作用下,以TEOS为硅源,通过溶胶-凝胶法制备得到ET/SiO2定形相变材料。实验结果表明,ET/SiO2复合相变材料的△T为53.36℃,降低了纯ET的47.16%,但其相变潜热较低,△Hm 为 204.10 J-g-1,△Hc 为 156.60 J·g-1。5.ET/SiO2/GO定形相变材料的制备及性能研究。在前述研究的基础上,选择GO同时作为成核剂和导热填料,将GO分散到ET饱和溶液中,在碱性催化剂条件下,以TEOS作为硅源,通过溶胶-凝胶法制备得到ET/SiO2/GO定形相变材料。实验结果表明,当ET加入量为85.0wt.%,GO为6.0w t%时,相变材料中ET的过冷度被大幅度的降低,△T仅为14.20℃,较纯ET降低了 85.90%。且定形相变材料具有较高的△Hm(223.60 J·g-1)和△Hc(216.80J·g-1),相当于纯ET相变焓的65.76%。上述研究结果说明所制得的定形相变材料具有优良的储放热性能,可用于太阳能热利用和余(废)热回收等领域。