纤维素基复合相变储能材料的制备及相变性能研究

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作者 韩辰 王阳 +2 位作者 杨仁党 程晨 郭晓慧 《中国造纸》 北大核心 2025年第3期1-9,84,共10页

为克服水合盐相变材料在储能相变过程中易泄漏的问题,本研究以微纤化纤维素(MFC)、聚乙烯醇(PVA)和石墨烯(G)为原料,采用冷冻干燥技术,制备了具有多孔结构的气凝胶载体(MFC/PVA/G),并基于真空浸渍法负载相变材料Na_(2)SO_(4)·10H_(... 为克服水合盐相变材料在储能相变过程中易泄漏的问题,本研究以微纤化纤维素(MFC)、聚乙烯醇(PVA)和石墨烯(G)为原料,采用冷冻干燥技术,制备了具有多孔结构的气凝胶载体(MFC/PVA/G),并基于真空浸渍法负载相变材料Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O后,制备出了性能出色的复合相变储能材料(MFC/PVA/G-PCM)。结果表明,MFC/PVA/G对Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O的负载效果良好,且具有出色的尺寸稳定性和防泄漏性,相比纯Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O导热性能提升150%以上。随着PVA含量的增加,MFC/PVA/G的比表面积增大、孔径尺寸减小。对比其他MFC/PVA/G-PCM,当MFC与PVA质量比为8∶2时,MFC8/PVA2/G-PCM的热焓最大,凝固焓为169.5 J/g,熔融焓为217.8 J/g,在0~50℃范围内,经300次相变循环后,其热焓变化不大,凝固焓为165.6 J/g、熔融焓为170.3 J/g,具有良好的相变循环稳定性。此外,在Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O中引入4%的硼砂,可明显改善MFC/PVA/G-PCM的储能相变性能,使其结晶温度提升,过冷度减小(变化范围1℃内)。 展开更多

关键词 纤维素 气凝胶 复合相变储能材料 相分离

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具有多孔基体复合相变储能材料研究 被引量：42

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作者 李辉 方贵银 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期842-844,共3页

本文提出了研制一种具有多孔基体的复合相变储能材料 ,通过实验分析了该储能材料的融解温度、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由两种有机相变材料组成 ,通过物理吸附的方法将其复合在多孔基体材料中。在热分析中 ,用示... 本文提出了研制一种具有多孔基体的复合相变储能材料 ,通过实验分析了该储能材料的融解温度、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由两种有机相变材料组成 ,通过物理吸附的方法将其复合在多孔基体材料中。在热分析中 ,用示差扫描量热仪 (DSC)来测定储能材料的融点、融解热 ,用热重分析仪(TGA)测定其热稳定性 ,并用扫描电镜 (SEM)观测了该储能材料的微相结构。测试结果表明该储能材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性 。 展开更多

关键词 复合相变储能材料 热稳定性 有机相变材料 多孔基体材料

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基于复合相变储能材料的研究进展 被引量：7

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作者 吕学文 考宏涛 李敏 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期797-800,共4页

相变储能材料具有储热密度高,储热过程中温度变化非常小的优点。相变储能材料已广泛应用于热泵、太阳能利用等领域。本文综述了近些年来复合相变储能材料的研究状况,包括相变储能材料的制备、传热强化、相变过程数值模拟和应用等,并对... 相变储能材料具有储热密度高,储热过程中温度变化非常小的优点。相变储能材料已广泛应用于热泵、太阳能利用等领域。本文综述了近些年来复合相变储能材料的研究状况,包括相变储能材料的制备、传热强化、相变过程数值模拟和应用等,并对复合相变储能材料的发展作了展望。 展开更多

关键词 复合相变储能材料 制备 传热性能 数值模拟 应用

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石蜡／高密度聚乙烯／木粉／石墨复合相变储能材料的制备及性能 被引量：4

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作者 童晓梅 陈龙刚 张涛 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期47-49,51,共4页

以石蜡为相变材料,高密度聚乙烯(HDPE)为支撑材料,木粉(WF)为载体材料,石墨为填料,采用加热共熔法制备石蜡/HDPE/WF/石墨复合相变储能材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、步冷试验和渗漏实验等对复... 以石蜡为相变材料,高密度聚乙烯(HDPE)为支撑材料,木粉(WF)为载体材料,石墨为填料,采用加热共熔法制备石蜡/HDPE/WF/石墨复合相变储能材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、步冷试验和渗漏实验等对复合相变材料进行性能测试。结果表明,石蜡质量分数为50%,WF质量分数为10%,石墨质量分数为4%时,该复合相变材料结构稳定,密封性能优异,热稳定性好,相变温度为60.1℃,相变潜热为93.71 J/g,渗漏率低,应用前景广阔。 展开更多

关键词 石蜡 复合相变储能材料 高密度聚乙烯 木粉

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新型复合相变储能材料Na/Paraffin的制备与性能分析 被引量：2

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作者 徐永锋 李明 +3 位作者 罗熙 余琼粉 王云峰 冷从斌 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期66-71,共6页

为提升广泛应用于相变储能领域的石蜡的导热系数,在手套箱内将导热系数高、熔点低、密度小的金属Na与石蜡复合为Na/paraffin新型相变储能材料,并对其导热系数、相变潜热及储/放热特性进行研究。结果表明:5%Na/95%paraffin复合相变储能... 为提升广泛应用于相变储能领域的石蜡的导热系数,在手套箱内将导热系数高、熔点低、密度小的金属Na与石蜡复合为Na/paraffin新型相变储能材料,并对其导热系数、相变潜热及储/放热特性进行研究。结果表明:5%Na/95%paraffin复合相变储能材料导热系数较纯石蜡提高了17.6倍,储/放热速率均较纯石蜡提升了1倍;经过200次循环实验后,3%Na/97%paraffin复合相变储能材料相变温度由60.58℃下降到59.65℃,相变潜热由166.7520J·g^(-1)下降到160.5632J·g^(-1),热导率由2.33W·m^(-1)·K^(-1)减少到1.98W·m^(-1)·K^(-1)。 展开更多

关键词 Na/Paraffin 复合相变储能材料 相变潜热 导热系数

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多晶Na_2SO_4/SiO_2复合相变储能材料晶型转变及热膨胀特性分析 被引量：3

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作者 黄金 张仁元 伍彬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期16-20,共5页

对无机盐／陶瓷基（Na2SO4／SiO2）复合相变储能材料的制备前后进行XRD实验，分析了该材料在制备过程中出现的多晶型转变现象；通过对复合相变储能材料进行热膨胀百分数的测试（室温～900℃），得出其热膨胀系数变化曲线，分析了复合相... 对无机盐／陶瓷基（Na2SO4／SiO2）复合相变储能材料的制备前后进行XRD实验，分析了该材料在制备过程中出现的多晶型转变现象；通过对复合相变储能材料进行热膨胀百分数的测试（室温～900℃），得出其热膨胀系数变化曲线，分析了复合相变储能材料的多晶型转变对热膨胀特性的影响。结果表明；复合相变储能材料在240℃附近和接近580℃处出现两次热膨胀特性的突然变化，该变化主要由两组份的多晶型变化引起；800～900℃，材料的平均热膨胀系数约为32×10^-6／℃。 展开更多

关键词 复合相变储能材料 无机盐/陶瓷基 多晶型 热膨胀

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超声辅助真空作用下复合相变储能材料的制备装置及热性能分析 被引量：1

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作者 杨昕 白海清 贾仕奎 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期130-132,共3页

设计一种超声辅助真空设备对复合相变储能材料进行熔融混合,并对复合材料的热性能进行分析。首先根据实验要求设计装置腔体,对与腔体相连的真空泵、温度控制器和超声振荡仪进行选型,并将各部分组件连接调试。然后设计对石墨烯纳米片/聚... 设计一种超声辅助真空设备对复合相变储能材料进行熔融混合,并对复合材料的热性能进行分析。首先根据实验要求设计装置腔体,对与腔体相连的真空泵、温度控制器和超声振荡仪进行选型,并将各部分组件连接调试。然后设计对石墨烯纳米片/聚乙二醇(GNPs/PEG)复合材料的实验制备流程和方案,利用差示扫描量热仪对不同振荡频率和GNPs/PEG比率下复合材料的热性能进行分析。通过对超声功率研究的比较结果发现,超声辅助工艺对于GNPs/PEG复合材料的热储能性能可以起到明显改善的作用。 展开更多

关键词 混炼设备 密炼机 超声辅助真空 复合相变储能材料 热性能

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石墨烯增强复合相变储能材料的热学性能研究 被引量：2

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作者 李润丰 刘艳军 +3 位作者 涂玉波 王林俊 温晓庆 任磊 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第7期2542-2548,共7页

以铁尾矿多孔陶瓷为载体,通过自发浸渗法成功制备出了添加石墨烯的复合相变储能材料,并对该材料热学性能及稳定性进行测试。结果表明:通过改变载体孔隙率,可以制得导热系数为0.41~0.59 W/(m·K)、潜热为69~120 kJ/kg、热学稳定性良... 以铁尾矿多孔陶瓷为载体,通过自发浸渗法成功制备出了添加石墨烯的复合相变储能材料,并对该材料热学性能及稳定性进行测试。结果表明:通过改变载体孔隙率,可以制得导热系数为0.41~0.59 W/(m·K)、潜热为69~120 kJ/kg、热学稳定性良好的导热增强复合相变储能材料。通过拟合,复合相变储能材料的导热系数与多孔载体的孔隙率呈线性关系,且经100次热循环后材料熔化潜热和导热系数分别降低了3.2%和16.7%。本研究为固废铁尾矿在蓄热、储能领域的应用提供了新思路。 展开更多

关键词 石蜡 复合相变储能材料 铁尾矿多孔陶瓷 石墨烯 热学性能 热学稳定性

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预处理方法对炭化木基复合相变储能材料性能的影响 被引量：1

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作者 凌凯莉 何林韩 +2 位作者 任瑞清 陈瑶 高建民 《林产化学与工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期70-78,共9页

以天然轻木(NW)为原料,采用水热预处理和酸性亚氯酸钠预处理方法分别脱除半纤维素和木质素,制得脱半纤维素轻木(HW)和脱木质素轻木(LW);再经炭化后分别得到未处理炭化木(CW)、脱木质素炭化木(CLW)和脱半纤维素炭化木(CHW);进一步封装石... 以天然轻木(NW)为原料,采用水热预处理和酸性亚氯酸钠预处理方法分别脱除半纤维素和木质素,制得脱半纤维素轻木(HW)和脱木质素轻木(LW);再经炭化后分别得到未处理炭化木(CW)、脱木质素炭化木(CLW)和脱半纤维素炭化木(CHW);进一步封装石蜡(PW)后制得炭化木基复合相变储能材料CLWP和CHWP。采用SEM、FT-IR、XRD、TG/DTG和N 2吸附/脱附等方法,分析了化学成分脱除和炭化过程对轻木基体的影响。研究结果表明:脱半纤维素和脱木质素处理均不会破坏轻木原有的三维多孔蜂窝状结构,也不会破坏纤维素的结构,且HW的热稳定性优于LW;而经炭化处理后炭化木的体积明显变小,CHW的体积收缩率为56%,低于CLW(60%);同时CHW比表面积达到了127.2 m^(2)/g,高于CLW的102.9 m^(2)/g。CLWP和CHWP的封装效率分别为93.2%和96.1%,熔融潜热分别为187.6和193.7 J/g,石蜡很好地填充在2种炭化木的微米级孔道中,封装过程中仅发生物理结合,不存在化学反应。在模拟太阳光照下,CHWP和CLWP均能利用太阳光将自身温度加热至55℃以上,且CHWP在加热和冷却过程中温度均略高于CLWP,表明脱半纤维素预处理的炭化木所制备的复合相变储能材料具有更优的光热转换效率及温度调节能力。 展开更多

关键词 石蜡 半纤维素 炭化木 复合相变储能材料

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Na_2SO_4·10H_2O/EG复合相变材料的制备与性能分析 被引量：7

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作者 冷从斌 季旭 +3 位作者 罗熙 李明 余琼粉 徐永锋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期58-64,共7页

以十水硫酸钠为相变材料,采用真空吸附法制备十水合硫酸钠/膨胀石墨复合相变储能材料(Na_2SO_4·10H_2O/EG),对其融化-凝固、相分离、过冷、潜热等热物性进行测试分析。结果表明:在Na_2SO_4·10H_2O中添加2%(质量分数,下同)硼砂... 以十水硫酸钠为相变材料,采用真空吸附法制备十水合硫酸钠/膨胀石墨复合相变储能材料(Na_2SO_4·10H_2O/EG),对其融化-凝固、相分离、过冷、潜热等热物性进行测试分析。结果表明:在Na_2SO_4·10H_2O中添加2%(质量分数,下同)硼砂和8%EG后,可得到理想的Na_2SO_4·10H_2O/EG固-固复合相变材料。此时,Na_2SO_4·10H_2O相分离得到消除,过冷度由13.6℃降低到0.6℃以下,相变潜热和体储能密度分别为225.77kJ·kg^(-1)和218.09MJ·m^(-3)。此外,导热率也得到提高,相比于只添加成核剂硼砂的Na_2SO_4·10H_2O PCM,储热时间缩短52.6%,放热时间缩短55.1%,经过500次急剧升温-降温循环后也未出现性能衰减,储/放热性能较好。 展开更多

关键词 Na2SO4·10H2O/EG 复合相变储能材料 相变潜热 体储能密度

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复合相变储能砂浆性能实验研究 被引量：8

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作者 史巍 艾斌 侯景鹏 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1004-1007,共4页

通过将复合相变储能材料应用在建筑墙体材料中,达到调节室内热舒适度、降低建筑能耗目的。研究了普通砂浆和复合相变储能材料不同龄期的抗折强度和抗压强度,热循环对不同龄期复合相变储能砂浆抗折强度和抗压强度的影响,以及石蜡相变储... 通过将复合相变储能材料应用在建筑墙体材料中,达到调节室内热舒适度、降低建筑能耗目的。研究了普通砂浆和复合相变储能材料不同龄期的抗折强度和抗压强度,热循环对不同龄期复合相变储能砂浆抗折强度和抗压强度的影响,以及石蜡相变储能砂浆的控温性能。结果表明:复合相变储能砂浆可以满足普通砂浆的基本力学性能要求;热循环后对复合相变控温砂浆力学性能影响很小;相变储能砂浆模拟房内的温度波动小于普通砂浆,可改善居住舒适度。 展开更多

关键词 复合相变储能材料 力学性能 温度控制

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