碳材料/二氧化硅基复合相变材料的储热性能研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:uuupppppp
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
有机相变材料具有高的储热密度,可在相变过程中吸收或释放大量潜热,但其存在导热系数低和熔化时泄漏的缺点。有效的解决方法是通过壳层材料包覆相变材料或者将相变材料浸渍到多孔载体中。二氧化硅作为一种载体材料,来源广泛,绿色环保,受到了众多学者的青睐。但是二氧化硅的导热系数相对较低,仍然不够理想。因此,本文选用碳材料作为导热增强材料,将其与二氧化硅结合作为有机相变材料的载体,以改善相变材料的导热性能,获得性能良好的复合相变材料。研究内容主要分为以下四部分:(1)通过溶胶-凝胶法制备了介孔二氧化硅包覆的碳纳米管(CNTs@MS),以其为载体负载硬脂酸(SA)制备了复合相变材料SA/CNTs@MS,研究了碳纳米管(CNTs)表面介孔二氧化硅层厚度对SA负载率的影响。同时,为便于比较,本研究也制备了不添加CNTs的介孔二氧化硅球(m Si O2),将其作为载体制备了SA/m Si O2复合相变材料。结果表明,介孔二氧化硅均匀地包覆在CNTs表面,当CNTs表面的介孔二氧化硅层越厚时,CNTs@MS的比表面积和孔体积越大,其对SA的负载率也越高。SA/m Si O2的熔化焓为110.9 J/g,而SA/CNTs@MS的熔化焓可达到116.0~128.0 J/g,最大负载效率为72.2%。CNTs的引入使CNTs@MS的导热系数可达m Si O2的1.43倍。此外,SA/CNTs@MS具有更好的光热转换特性,在太阳能吸收利用方面具有很高的应用价值。(2)通过微乳液法在CNTs表面生长纤维状介孔二氧化硅,获得了棒状复合物CNTs@FS;为作对比,另外还制备了球形的纤维状介孔二氧化硅(FS)。将FS和CNTs@FS分别作为载体材料用于负载SA,研究了两种复合相变材料的储热性能。结果发现复合相变材料SA/CNTs@FS具有更高的负载效率,其熔化潜热可达128.7 J/g。与SA相比,SA/CNTs@FS的导热系数提高了57.9%,并且其传热速率明显增加。(3)通过溶胶-凝胶法,以不同的表面活性剂合成了石蜡/Si O2纳米胶囊。研究发现,选择十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复配的表面活性剂可制备出表面光滑致密、粒径在100~160nm之间、分散性好的球形纳米胶囊;获得的石蜡/Si O2胶囊的熔化潜热可达76.3 J/g,其负载效率为59.9%。另外,以CTAB为表面活性剂制备了石蜡/CNTs/Si O2复合相变材料,探究了CNTs用量、CTAB用量对复合物储热性能的影响。在CNTs和CTAB用量分别为石蜡用量的25wt%和30wt%时,所得复合物的潜热和负载效率分别为60.5J/g和47.5%,并且其导热系数可达0.51 W/(m·K),是石蜡导热系数的2.13倍。(4)通过微乳液法在氧化石墨烯(GO)表面生长纤维状介孔二氧化硅,制备了片状载体GO@FS;然后通过真空浸渍法将GO@FS和SA结合制备了SA/GO@FS复合相变材料,并对其热性能进行了研究。结果表明,SA/GO@FS的熔化焓和凝固焓分别为147.2 J/g和146.4 J/g,负载效率可达72.1%。
其他文献
石松科生物碱是一类广泛存在于自然界的重要含氮天然产物,由于其复杂的多环结构与潜在的药用价值,它们的化学合成已经引起了有机化学家、药物化学家的广泛研究兴趣。本论文主要以Lycopodine型石松科生物碱为研究对象,针对其独特的双环[3.3.1]氮杂桥头季碳结构,探讨了关键的羰基化合物“串联氧化脱氢/氮杂Michael加成反应”,并在此基础上开展了相关Lycopodine型生物碱的骨架构建研究。本论文
M(NO3)2·n H2O/NiCl2·6H2O在溶剂热条件下与主配体2,6-二氯苯甲酸(2,6-HDCB)和4,4’-联吡啶(4,4’-bpy)辅助配体反应生成了六种过渡金属有机配位聚合物(CPs)[Co(2,6-DCB)2(4,4’-bpy)2](1),[Ni2(2,6-DCB)4(4,4’-bpy)4·H2O](2),[NiCl(2,6-DCB)(4,4’-bpy)1.5](2a),[M(2
在益生菌产业中,全球益生菌市场增长率稳定约10-15%。我国起步晚,平均保持在17%。在当今社会中,消费者的消费方式和购物理念都因为网络的普及产生了天翻地覆般的变化,以前人们会去线下商超,现在线上各种商城销售渠道很多,曾经的实体连锁销售门店的销售方式已经不能让企业在网络时代的经营竞争中保持优势。企业必须拥抱变化,以网络客户的消费习惯为中心,否则就可能被时代发展的洪流所淘汰。本文以AB益生菌公司线上
随着物联网的发展,气体传感器的作用正在逐步凸显,它是现代科学技术中用来防止早期气体泄漏的装置,在日常生活和工业生产中发挥着重要的作用。气体传感器具有低成本、易制造等优点,因此引起了人们对气体传感器的研究兴趣。学者们对气体传感器进行了分类。根据工作原理的不同,气体传感器被分为:半导体氧化物型、光学型、固体电解质型等。半导体氧化物型气体传感器可用于检测有机挥发性气体,如:甲醇、乙醇、甲醛、丙酮、二甲苯
水污染已成为全球范围内的主要环境问题。诸如包含染料,药物等有机化合物广泛存在于废水中,如果不经过处理会对环境、水体生物和人类造成威胁。已经开发出多种处理技术来去除这些有机污染物,例如絮凝,沉淀,光处理,膜处理,氧化和吸附等方法。其中,吸附已被证明是去除有机污染物有效且经济可行的方法。常见的吸附材料有活性炭,碳纳米管,天然粘土材料,离子交换材料和生物炭等。相比于其他吸附材料,生物炭是一种低成本,高效
L-苯甘氨酸是一种重要的非天然α-氨基酸,其作为重要的药物中间体广泛应用于医药领域,探索它的绿色合成工艺具有重要的意义。本研究以探索L-苯甘氨酸的绿色合成工艺为主,采取两种策略生物合成L-苯甘氨酸。首先利用游离酶在添加辅酶的条件下催化D-扁桃酸,实现L-苯甘氨酸生物合成。其次,以微生物细胞作为催化剂构建重组大肠杆菌,利用细胞体内的辅酶循环系统在无辅酶添加的条件下实现D,L-扁桃酸生物合成L-苯甘氨
阿尔茨海默病是一种常发病于老年人群的神经退行性疾病,其临床表现为认知减退、行为失常等症状,并最终导致患者死亡。病因复杂,发病机制尚未完全阐明。目前上市药物如胆碱酯酶抑制剂和N-甲基-D-天门冬氨酸受体拮抗剂等虽然能在一定程度上缓解中度和轻度患者的病症,但并不能阻止和逆转AD的病情进展。因此,开发和研究新型AD治疗药物显得尤为迫切。由于AD的发病机制复杂,单一靶点并不能有效的阻止和逆转病情,多靶点的
牛樟芝免疫调节蛋白(Antrodia camphorata immunomodulatory protein,ACA)是从牛樟芝中分离出来的一种重要真菌免疫调节蛋白。天然牛樟芝只生长于台湾特有的百年以上的牛樟树的腐朽树干。牛樟树是台湾的一种二级保护树木,禁止出口、稀有而珍贵,导致ACA药理和临床的研究数据较少。本实验共构建了p ET-32-a-ACA/BL21、p ET-32-a-ACAb/BL2
氢是自然界最轻的元素,共有三个同位素:氢(1H)、氘(2H,D)和氚(3H,T)。氘在军事、能源、医疗和科研上都有着广泛用途,但氘的天然丰度却极其低(约0.015%),而氚只有在核反应堆或加速器之中才会存在。核设施的含氘(氚)废水对人员和环境危害极大,需要进行妥善处理。这些都需要对氢同位素进行分离,才可能解决。目前氢同位素分离方法很多,但大多数的分离工厂仍采用上世纪开发的GS(Girdler-Su
经过短短的十余年的发展,有机-无机钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经超过25%,接近大范围商用的硅基太阳能电池。而在种类繁多的钙钛矿材料中,无机CsPbI_3钙钛矿太阳能电池具有相对其合适的带隙、较高的载流子迁移率、比较简洁的制备工艺等一些优点,使得其在近些年来引起了广泛的关注。然而,相较于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池,在光电转换效率上,无机CsPbI_3钙钛矿太阳能电池还有着较大的差距。此