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矿物基复合相变储能材料作为一种环境友好型高效储能材料在太阳能储热系统中具有广泛的应用前景。但是大部分矿物材料的低导热性限制了矿物基复合材料在使用过程中储放热效率。因此矿物基复合相变材料的高导热改性具有重要的研究意义。本论文以我国丰富的凹凸棒土资源为基体制备低成本性能稳定,呈相变温度梯度变化的系列复合相变储能材料,并采用不同工艺在导热增强方向展开研究,取得一些重要研究成果。采用真空浸渍法制备系列复合相变储能材料Atta/LA、Atta/PA和Atta/DA。通过热活化和酸活化复合改性,凹凸棒土物相中白云石杂质相消失,纯度提高,比表面积由143.38 m~2/g提高到222.23 m~2/g,而且相变材料LA、PA和DA的吸附率分别达到51.0%、50.8%和51.3%。Atta/LA、Atta/PA和Atta/DA三种复合相变材料具有良好的形态稳定性,梯度增加的相变温度、储能密度高、稳定性良好、相变焓分别为94.6 J/g、107.5 J/g和84.6 J/g,均高于已有文献报道值;同时导热性能均得到增强,分别达到0.22 W/(m·K)、0.24 W/(m·K)和0.22 W/(m·K)。采用高功率超声分散工艺一步法将纳米Cu分散于相变材料,2 wt.%为最佳Cu粉添加量。LA@Cu、PA@Cu和DA@Cu导热系数相对于纯相变材料LA、PA和DA分别提高了106.3%、105.6%和100.0%。Atta/LA@Cu、Atta/PA@Cu和Atta/DA@Cu三种复合相变材料具有良好的热稳定性和循环稳定性。Cu粉和Atta对相变材料LA、PA和DA的导热性能具有协同增强效果,导热系数分别达到0.46 W/(m·K)、0.45 W/(m·K)和0.43 W/(m·K)。以石墨粉(GP)为导热增强剂,通过超声分散工艺得到不同粒径Atta与GP相互交错分布的Atta/GP复合矿物高导热基体,并制备了Atta/GP/LA、Atta/GP/PA和Atta/GP/DA系列复合相变储能材料,三种复合相变储能材料具有高的储能密度,优异的热稳定性和循环稳定性。过冷度分别降低了1.4℃、0.6℃和1.5℃。导热系数分别达到了0.41 W/(m·K)、0.39 W/(m·K)和0.37 W/(m·K),较纯相变材料提升了156.3%、133.3%和117.6%,相应的蓄放热时间也大大缩短。采用液相还原法通过还原四水氯化亚铁在凹凸棒土棒晶聚集体表面和孔隙中反应生成纳米Fe颗粒,纳米Fe质量分数为2.34%。通过真空浸渍法制备Atta@Fe/LA、Atta@Fe/PA和Atta@Fe/DA系列复合相变储能材料,相变材料负载量分别达到58.2%、57.3%和59.1%。基体Atta@Fe与相变材料通过物理和化学吸附作用相结合的方式复合,Atta@Fe/LA、Atta@Fe/PA和Atta@Fe/DA相变温度具有梯度变化的特点,适用于不同温度需求的太阳能储热系统。相变焓分别为87.0 J/g、110.1 J/g和99.6 J/g,均具有良好的热稳定性和循环稳定性。Atta@Fe导热率达到0.50 W/(m·K),Atta@Fe/LA、Atta@Fe/PA和Atta@Fe/DA导热率分别达到0.28 W/(m·K)、0.34W/(m·K)和0.36 W/(m·K)。