导读
能源是人类生存和发展的基础,随着世界经济的发展,人类不仅面对着能源短缺的现实,同时也在承受着大量化石能源消耗所带来的环境压力。相变储热由于装置简单、成本低廉等独特优势,在太阳能和废热等节能领域中有着诱人的应用前景,也成为能源储存和提高能源利用率的关键技术之一,其中相变材料(PCMs)是相变储热的核心。
在相变材料中,固-液相变材料相变潜热大,是最具实用价值的相变储能材料。与无机相变储能材料相比,有机相变储能材料具有储热密度大、无腐蚀性、热稳定性好及价格低廉等优点。据现有文献报道,目前所研究的有机相变材料中,赤藓糖醇由于其优异的热性能而备受关注,为了充分利用赤藓糖醇高相变焓的独特优势,开发可适用于不同相变温度的赤藓糖醇基共晶材料,也逐渐受到关注。
目录
1、实验成果简介
本文结合理论与实验,开发了赤藓糖醇/硫脲的共晶混合物,并以赤藓糖醇及赤藓糖醇/硫脲、赤藓糖醇/木糖醇为相变材料,聚乙烯醇(PVA)为支撑材料,石墨烯为导热增强材料,采用静电纺丝法制备了相变温度为117.54 ℃、98.36 ℃和81.98 ℃的相变复合纤维,并研究石墨烯对复合纤维形貌及热性能的影响。
2、图文导读
图1 E-TU和E-X两种二元混合物的相图
图2 纯物质和相变复合材料XRD及FTIR图
图3 静电纺丝纤维SEM图
图4 纯E/E-TU /E-X共晶混合物及含有石墨烯的复合纤维DSC曲线
图5 复合材料导热系数
3 结论
采用理论计算和实验的方法研究了E-TU的共晶混合物,采用静电纺丝法制备了可用于80~120 ℃范围内的E/PVA/G、(E-TU)/PVA/G和(E-X)/PVA/G相变复合材料,并研究了石墨烯的添加对复合材料形貌及其热性能的影响。
(1)成功地开发了E-TU共晶混合物,其共晶组成(质量分数)为0.67∶0.33,相变温度和相变焓分别为98.63 ℃和274.5 J/g。
(2)XRD和FTIR结果显示,复合材料中各物质之间是物理结合,没有发生化学反应。SEM图显示,圆柱状复合纤维直径为0.95~1.12 μm,纤维直径随着石墨烯含量的增加而减小。复合纤维在10次热循环之后仍然保持很好的形貌。
(3)E/PVA/G、(E-TU)/PV/G和(E-X)/PVA/G相变焓分别为241.6 J/g、191.4 J/g和192.7 J/g,在10次热循环后其焓值损失率为1.2%、0.5%和0.5%;导热系数达到2.08 W/(m·K)、1.82 W/(m·K)和1.76 W/(m·K),分别增加了258%、312%和260%。由于石墨烯加快了热流在复合材料中的传导,使得材料相变温度和熔程有不同程度的减小,导热系数也显著增强。
标签:共晶,TU,糖醇,PVA,相变,赤藓 来源: https://blog.51cto.com/u_15127589/2742721
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