【摘 要】
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为保证人体的舒适和健康,减少能源的消耗,兼具调温调湿性能的相变控湿材料（PCHCMs）为广大研究者所关注。为此,本文以肉豆蔻酸（MA）、十四醇（TD）和癸酸（CA）为相变材料（PCMs）,以亲水性气相二氧化硅（SiO2）为多孔基质,获得MA-TD-CA三元共晶PCM及其定形复合相变材料（MA-TD-CA/SiO2 CPCM）。在此基础上,以MIL-100（Fe）为控湿材料（HCM）,开展适用于建筑
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为保证人体的舒适和健康,减少能源的消耗,兼具调温调湿性能的相变控湿材料（PCHCMs）为广大研究者所关注。为此,本文以肉豆蔻酸（MA）、十四醇（TD）和癸酸（CA）为相变材料（PCMs）,以亲水性气相二氧化硅（SiO2）为多孔基质,获得MA-TD-CA三元共晶PCM及其定形复合相变材料（MA-TD-CA/SiO2 CPCM）。在此基础上,以MIL-100（Fe）为控湿材料（HCM）,开展适用于建筑节能领域的MA-TD-CA/SiO2/MIL-100（Fe）PCHCM性能研究。（1）采用熔融共混法制备了MA-TD-CA三元共晶PCM。探讨MA质量分数对MA-TD二元共晶物热性能的影响;探究降温剂CA质量分数对MA-TD-CA三元共晶PCM热性能的影响。结果表明:32%MA和68%TD可以形成二元共晶物,CA的适宜添加量为10%,制得的MA-TD-CA三元共晶PCM具有适宜的相变温度（23.20℃）和较大的相变焓(150.66 J·g-1)。探究了不同质量分数SiO2对三元共晶PCM的定形效果,并研究了定形CPCM的热性能、化学组成、晶体结构、微观形貌和孔结构。结果表明:添加30%SiO2能有效避免三元共晶PCM发生泄露,获得的CPCM相变温度为21.74℃,相变焓值为96.70 J·g-1;XRD及FT-IR结果显示,MA-TD-CA PCM和SiO2之间是物理结合;SEM和BET结果显示三元共晶PCM占据了SiO2孔隙,致使SiO2比表面积和孔容均显著减小。（2）采用低温溶液合成工艺制备MIL-100（Fe）HCM;探究其合成条件、孔结构及吸附性能。结果表明:60℃水浴条件下,MIL-100（Fe）能在2 h内快速合成;获得的MIL-100（Fe）HCM比表面积高达1587 m~2·g-1,孔容为0.67 cm~3·g-1。在25℃、60%相对湿度（RH）下,其饱和吸附量高达0.647 g/g。以上述制得的CPCM和HCM为原料,采用物理混合法制备了PCHCM,研究CPCM质量分数对PCHCM相变行为和控湿性能的影响。结果显示,含40-50%CPCM的PCHCM具有较好的调温调湿性能,其相变温度为26.96-27.26℃,相变焓值为26.16-37.70 J·g-1,比表面积为230-337 m~2·g-1,孔容为0.19-0.20 cm~3·g-1;在25℃,60%RH下,其饱和吸附量为0.179-0.205 g/g;湿缓冲值为0.0028-0.0035 g/g·%RH。并通过FT-IR、XRD、热循环和湿循环等手段对PCHCM进行了表征。结果表明:CPCM和HCM之间属于物理结合;PCHCM的微观形貌和EDS分析显示物理混合制备PCHCM的方法是可行的;循环试验展示PCHCM具有良好的热可靠性和吸脱附稳定性。
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