论文部分内容阅读
矿物能源的枯竭性危机和环境污染问题越来越受到人们的关注,提高能源使用效率和开发可再生能源是人类面临的重要课题之一。热能储存是提高能源利用率的重要手段之一,热能储存可用于解决热能供需之间在时间、空间上不匹配的矛盾。相变潜热储热是热能储存的重要方法之一,它在日常生活中的应用可以追溯到远古时代,但相变储热的基础理论和应用研究的兴起和发展只有几十年的历史。近年来,相变储热的研究和应用发展迅猛。我国在此方面的研究与一些发达国家相比还比较薄弱,尤其是在应用研究方面,仍有很多问题需要解决。本文首先对有机固-液相平衡进行了探讨和分析,并且对固-液平衡相图、相变潜热和节能效果进行了测定,为固-液相变储热材料的筛选提供了一种简单可行的操作方法。其次,本文针对一元有机相变材料的缺点和不足,开展了二元复合体系的研究。利用凝固点下降的理论原理,我们采用步冷曲线法测定了月桂醇-脂肪酸、脂肪酸-脂肪酸的二元固-液相平衡关系,绘制了这些体系的T-X相图。测定结果表明,这几组二元混合体系均为简单低共熔体系;同时结合DSC分析技术研究确定了二元复合体系低共熔物的组成、相变温度和相变焓。经过研究,这些低共熔点的相变混合物的相变温度均在所要求的温度范围内。接下来,我们利用季铵盐、三乙醇胺、氨基酸等非反应型有机改性剂对黏土进行了有机改性,并研究和探讨了实验的最佳条件。由无机改性黏土制备有机改性黏土的最佳实验条件为:黏土浓度为5%,搅拌时间为2.5h,改性温度为55℃,有机改性剂/黏土质量比为0.70。再次,我们利用插层复合法制备了二元有机/无机纳米复合相变储热材料,并对其制备工艺条件进行了系统的研究,并运用X-RD、FT-IR、SEM、TEM、DSC、TG、TC等对其进行了结构分析与性能表征。结果表明所得复合相变储热材料性能较为优越,较好地克服了纯相变储热材料的缺点和不足。并且对二元有机/无机纳米复合储热材料的简单改性进行了初步的探讨。最后,我们对制备的二元有机/无机纳米复合相变储热材料的储热能力的各种影响因素进行了探讨。制备有机/无机复合相变储热材料的最佳实验条件为:有机物的含量为55%~60%,制备复合时间为5h,制备复合温度为70~80℃,复合相变储热材料的粒度为60~120目。