四氯合锌酸烷基铵固—固相变材料储热性能调控的研究

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储能材料是一类可以将能量储存并释放的功能材料,它解决了太阳能受时空限制的缺陷,为清洁、可再生能源的使用开辟了一条途径,被广泛应用于医药、建筑、服装、军事、航空航天等领域。但部分储能材料存在储能密度低、易泄漏、过冷度大等缺陷,实际应用中具有优良性能储能材料的数量并不多,储能材料仍然面临着严重不足的问题。四氯合锌酸烷基铵[(CnH2n+1NH3)2ZnCl4, CnZn]是一种层状类钙钛矿型固-固相变储能材料,与传统的无机水合盐、脂肪酸、石蜡等固-液相变材料相比,具有相变潜热高、过冷度小、不易挥发、不易泄漏、无毒无污染等优点,是一种性能优异的相变储能材料,具有潜在的研究和应用价值。多孔玻璃(CPG)是一类孔径分布比较均匀的介孔材料,由于介孔材料特有的小尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应,导致其孔内固体与常规固体相比具有一些不一样的性质。本研究基于液相反应法、溶液浸渍法分别制备了四氯合锌酸烷基铵(CnH2n+1NH3)2ZnCl4(n=10,12,14,16,18)和CnZn/CPG(n=10,12; d=11.5-300nm)材料,并用FT-IR、SEM、XRD、DSC等手段表征了材料的结构和热力学性能,探究了不同孔径多孔玻璃对四氯合锌酸烷基铵储热性能的调控。本研究的主要工作如下:(1)探讨反应物烷基胺、氯化锌和浓盐酸的不同加样顺序对四氯合锌酸烷基铵制备的影响,并用XRD、DSC等手段表征了不同加样顺序制备的产物的结构。(2)基于液相反应法,制备一系列四氯合锌酸烷基铵(CnH2n+1NH3)2ZnCl4(n=10,12,14,16,18),并用FT-IR、SEM、XRD、DSC等手段表征产物的结构和热力学性能。(3)基于溶液浸渍法,利用孔材料对溶液的吸附性能,将(CnH2n+1NH3)2ZnCl(4CnZn)吸附进多孔玻璃CPG内,缓慢挥去无水乙醇,制备CnZn/CPG(n=10,12; d=11.5-300nm)材料。并用SEM、XRD、DSC等手段表征CnZn/CPG材料的结构和热力学参数,研究不同孔径CPG对CnZn的相变温度和相变焓的调控性能。
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