微胶囊成核的尺度效应及其竞争机制

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shouer77
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
相变储能技术是改良能源利用结构,提高能源利用效率的一种行之有效的方法。石蜡微胶囊是一类使用广泛的相变储能材料,因其发生凝固和融化相变时能够吸收和释放大量潜热的特性,可以有效地解决时间与空间上能量供需失衡的问题。然而,石蜡微胶囊发生凝固相变时出现的过冷问题,会导致相变储能系统的性能降低,一定程度上限制了这类储能材料的应用推广。基于此,本文围绕石蜡微胶囊的凝固相变性能展开研究,着重探讨了石蜡微胶囊凝固背后的成核机制及其影响因素,主要工作如下:(1)粒径、成份可控的石蜡微胶囊的制备研究以十八烷(C18)作相变芯材,以1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二缩丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)作壳材,利用三相同轴微流控技术控制石蜡微乳液的结构,利用紫外光固化技术诱导壳材聚合以快速固定乳液结构,进而获得了结构规整、成份可控的球形石蜡微胶囊,胶囊的粒径分布均匀,呈现出良好的单分散性。通过调节微流控芯片的通道尺寸以及分散/中间/连续三相的流速,实现了对HDDA/C18、DPGDA/C18、TMPTA/C18、TMPTMA/C18微胶囊粒径大小的调控。通过将不同粒径微胶囊按不同比例混合,实现了对石蜡微胶囊粒径分散系数的调控。石蜡微胶囊单、多分散体系的精准建立为研究其凝固性能提供了有效保障。(2)粒径分布对石蜡微胶囊凝固性能的影响研究采用差示扫描量热法与视频可视化方法实时观测HDDA/C18微胶囊的凝固相变过程。以单分散体系为对象,首先研究了粒径大小对石蜡微胶囊凝固性能的影响,发现:随着粒径的增大,微胶囊过冷度逐渐降低,且凝固曲线最多出现四个成核峰,分别为体相均匀成核、转动相、囊壁异质成核和体相杂质成核,而随着胶囊粒径的增大,低温方向上的峰逐渐降低甚至消失,高温方向上的峰逐渐增强,主要表现为随着粒径的增大,过冷度逐渐降低。以多分散体系为对象,进一步研究了粒径分散系数对石蜡微胶囊凝固性能的影响,发现:石蜡微胶囊的凝固存在明显的分区现象,在分散系数PDI和微胶囊平均粒径D的综合影响下,凝固起始温度和相变温区呈现出不同的变化规律,存在临界粒径与临界分散系数PDI,使得能够得到较高凝固起始温度以及较窄相变温区。(3)囊壁材料对石蜡微胶囊凝固性能的影响使用囊壁材料HDDA、DPGDA、TMPTA、TMPTMA分别包覆的石蜡微胶囊的凝固成核性能各不相同。随着粒径的增大,四种微胶囊过冷度均逐渐降低,其中HDDA/C18微胶囊过冷度降低速率最慢,TMPTA/C18微胶囊速率最快,可能与囊壁材料固化后的壳层致密程度以及自身官能团性质有关。光固化单体中可供反应的官能团数量越多、分子量越大,固化后形成高致密程度的囊壁包覆相变材料,可获得较低的过冷度;而致密程度低的囊壁材料,过冷度较高。
其他文献
本文采用羧化率分别为1%和7%的XNBR与尼龙12(PA12)共混,通过动态硫化法制备了过氧化物交联的XNBR/PA12热塑性弹性体(TPV),研究不同羧化率和橡塑比对XNBR/PA12 TPV性能的影响。在XNBR羧化率为7%和橡塑比例为50/50的XNBR/PA12中,加入ZnO以引入Zn2+离子交联键,研究离子键交联对XNBR/PA12 TPV性能的影响。硫化特性表明,在180℃-190℃硫
学位
在社会经济高速发展下,人们对能源的需求越来越大,对各种电化学储能器件的需求及要求越来越高,研发具有高容量、高稳定性以及低廉生产成本的电化学储能器件显得尤为重要。碘作为新型的电池正极材料,具有较高的理论容量(211 m Ah g-1),同时海藻、海带等植物均可选择性吸收和富集海水中的碘,使得基于碘电极材料的电池得到了广泛的关注与研究。碘基电池使用的电解液溶剂还是以有机溶剂为主,有机溶剂具有很好的稳定
学位
为解决轨道交通设备故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management,PHM)技术架构与具体设备场景的耦合度较高,所导致的现有的数据分析算法及配套的检测软件出现种类繁多、接口复杂、操作自成体系、孤岛现象严重等问题,本文设计并实现了轨道交通设备智能感知流程在线编排与测试系统。该系统可作为PHM系统的前置处理,可快速搭建故障感知流程并在线运行测试,从而在根源上解决故
学位
国有企业作为我国一种生产经营组织形式,兼具商业类和公益类的特点,起着调和国民经济各个方面发展的作用。本文首先分析风险管理视角下国有企业内部控制体系建设中存在的问题,并有针对性地探讨内部控制体系建设的优化策略,以便为国有企业内部控制体系建设提供指导。
期刊
采用传统陶瓷工艺制备Gd3+和In3+取代的钇铁石榴石铁氧体,研究Gd3+和In3+取代对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、电阻率等性能的影响。研究表明,Gd3+取代24c位的Y3+,对样品显微结构、居里温度和电阻率无明显影响。随着Gd3+取代量的增加,自旋波线宽从9.7 Oe提高到21.7 Oe。为了降低石榴石铁氧体损耗,采用适量的In3+取代16a和24d位的Fe3+,铁磁
期刊
空气源热泵热水器具有安全性、环保性和高效性的特点。2020年我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标,强调了绿色环保的高质量发展方向。尽管热泵热水器达到了较成熟的水平,但是性能提升仍是研究重点。热泵热水器实验研究能够评估系统整体性能,建立理论模型是揭示系统特性和性能优化的有效手段。冷凝器是热泵热水器重要组成部分,提升其传热性能对系统COP提升具有重要意义。分液冷凝技术能够提升传热系数同时减小压降,运用该
学位
全固态锂离子电池相较于液态电池而言,其能量密度更高,安全性更好,符合未来锂离子电池的发展方向,而固体电解质是该类型电池的关键组件。其中,石榴石型电解质锂镧锆氧(Li7La3Zr2O12,LLZO)因具有较高的锂离子电导率及与金属锂的良好兼容性,有望成为有机电解液的替代品。本文综述了该类型固体电解质的离子迁移机理,以及不同掺杂位点及掺杂剂类型对结构和电性能的影响,特别介绍了现阶段石榴石型固体电解质的
期刊
电力系统静态安全性一直以来是系统运行和调度的重要问题之一。而近几年电力系统的扩建,区域电网的互联以及严重故障的频繁出现,使得电网对安全性的要求更严格,如何进一步提高电力系统安全性成为了备受重视的课题。基于直流模型的经济调度策略无法考虑无功潮流和电压幅值,对潮流和电压的安全性分析往往出现偏差,有可能引起潮流过载或电压越限,甚至引起大停电事件。在此背景下,提出一种考虑无功潮流和电压幅值的安全性调度方案
学位
以太阳能驱动的生物质制氢,是发展可再生资源向清洁能源转化的有效方法。光热催化被认为是一种高效温和的太阳能催化转化形式,其核心是构建高效的光热催化剂以实现生物质的高效光热转化。在这一过程中,太阳能中光能和热能对催化的驱动效应难以分离,限制了对光热催化驱动作用的理解;另外,提高太阳能的光热宽光谱转化效率,也是一种提高太阳能利用效率的有效方式。为了实现太阳能向氢能的高效转换,本论文主要研究半导体TiO2
学位
利用热致相分离法(TIPS)制备聚合物微孔膜过程中,原料参数及外部流场的变化直接影响最终制品的孔结构和性能。聚乙烯(PE)/石蜡油是一种典型以TIPS法制备微孔膜的共混体系,但单一种类PE对结构和性能的限制程度较大,通过向该体系中引入第三组分,可以有效改善其加工流变性能,并调控微观形貌。使用小幅振荡剪切(SAOS)可以对共混体系的线性剪切流变行为进行表征,但SAOS只能提供线性粘弹性,对加工流场的
学位