二元体系多元醇蒙脱土复合贮能材料的制备及性能研究.pdf

第25卷第5期 太 阳 能 学 报 Vol，25，No．5 SINICA Oct·，2004 2004年lO月 ACTAENERGIAESOLARIS 文章编号：0254枷196(2004)05JD670埘 二元体系多元醇／蒙脱土复合贮能 材料的制备及性能研究 于少明，蒋长龙 (合肥工业大学化工学院，合肥230009) 摘要：以新戊二醇．季戊四醇(NPG．PE)为例，研究了二元体系多元醇／蒙脱±复合贮能材料的制备方法及其相变 动力学。由实验确定了最佳的制备条件。用xRD、IR、Dsc等方法对其结构、贮能性能及相变动力学进行了研究。 结果表明：所得材料是一种纳米复合贮能材料，具有较适宜的相变温度、较高的相转变焓、较快的相变速率，同 时较好地解决了多元醇单独使用时存在的塑晶现象。 关键词：复合贮能材料；二元体系多元醇；脱蒙土；相变动力学 中图分类号：TK512+．4 文献标识码：A O前言 1实验部分 多元醇作为一种固．固相变贮能材料，因有着 1．1原料与试剂 较高的相转变焓、目固相转变时不生成液态(故不 蒙脱土，浙江临安，蒙脱土含量95％，离子 会泄漏)、相转变时体积变化小、过冷度低，以及 无腐蚀、热效率高、使用寿命长等优点而受到人们 的瞩目，并已得到广泛的研究¨、2j。但由于单组分 剂公司；新戊二醇(NPG)，分析纯，天津市博迪 多元醇的爵固相转变温度偏高，不适于低温使用。 化工有限公司；季戊四醇(PE)，分析纯，天津市 鉴于它们可以形成较低相变温度的“合金”，因此 博迪化工有限公司；其他试剂也均为分析纯。 人们又研究了用2种或多种不同转变温度的多元醇 1．2结构表征及性能测试方法 按不同比例混合而得到的混合物，以此来调节相变 x一射线衍射图谱：由日本理学电机公司D／max 温度，使其即具有不同的与较宽的转变温度范围， 又有提高的转变焓，以适应不同的需要口剖。 管流100mA，扫描速度4。／mjn。 多元醇类相变贮能材料由于存在塑晶现象(将 红外光谱：由PE．783型红外光谱仪测定， 多元醇加热到固固相转变温度以上时，它们就由晶 KBr压片； 态固体变为塑性晶体，塑晶有很高的固体蒸汽压， 易挥发而损失)，导致在实际使用中仍然需要密封 82l 6／400型差示扫描量热仪测定，测试气氛为氮 的容器盛装，从而限制了它们的广泛使用口』。 气，升温速率为10℃／min。 本文以NPG—PE为例，研究了将两元多元醇混合1-3有机蒙脱土制备方法 物嵌插到显热贮能材料蒙脱土L60的层间而制得一种集 将蒙脱土配制成浓度为6％的悬浮液，于50cC 多元醇相变材料潜热贮能性能、蒙脱土显热贮能性能 下边搅拌边加入浓度为9％的十六烷基三甲基溴化 和填料功能于一体的、纳米的有机／无机复合贮能材 铵水溶液；1．5h后抽滤，并用蒸馏水反复洗涤至 料。研究结果表明，复合后可较好地解决NI)G．PE单 独使用时存在的塑晶失重现象，改善了其使用性能， AgBr淡黄色沉淀)；产物在一定温度下干燥一段时 拓宽了其应用范围，取得了较好的效果。 间后研磨，过200目筛待用。 收稿日期：2003-05_07 万方数据万方数据 67l 5期