钾明矾基低共熔相变储热材料的制备与研究

以钾明矾(KAl(SO4)2·12H2O)为基元,分别加入不同质量比例的七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)和芒硝(NaSO4·10H2O)混合均匀后加热融化,研究制备出的低共熔材料的相变温度、潜热释放平台及过冷和相分离变化情况.结果表明,七水硫酸镁和钾明矾在任意比例下的混合都能制得低共熔相变储热材料,共晶点在质量比5∶5附近,相变温度41.19℃,持续放热时间长,过冷度1.15℃,无相分离现象出现;而以芒硝与钾明矾混合制备低共熔相变储热材料,共晶点在质量比2∶8附近,相变温度50.10℃,过冷度1.2℃且无相分离现象出现.这两种处于共晶点成分(附近)的低共熔相变储热材料都是很有潜力的低温相变储热材料.     

纳米粉体对Na2SO4·10H2O过冷及相分层现象的影响

采用物理和化学分散相结合的方法分别制备了Cu-Na2SO4·10H2O,Al-Na2SO4·10H2O及C-Na2SO4·10H2O纳米复合相变储能材料,探讨纳米Cu粉,纳米Al粉及纳米C粉对Na2 SO4·10H2O过冷及相分层的影响,并对CNa2 SO4·10H2O复合相变储能材料的导热系数,热扩散系数,比热,相变潜热及形貌进行分析.结果表明:纳米材料的添加使得Na2 SO4·10H2O的过冷显著降低,分别为1.8℃,2.1℃,1.2℃;纳米Cu粉及纳米Al粉复合相变储能材料相变循环后失效,而纳米C粉复合相变储能材料无明显相分层现象;随着纳米C含量的增加,复合相变储能材料导热系数增高,热扩散系数增高,比热降低,复合相变储能材料在融化和结晶状态下,导热系数都随着温度升高而增大;相变循环50次后的4; C-Na2SO4·10H2O复合材料相变潜热值为188.3 J/g.     

钾明矾蓄热性能的研究与改善

钾明矾(KAl(SO4)2·12H2O)有较高的潜热和良好的导热性(熔化热232.4kJ/kg,导热系数为0.55W/m·K),熔点为91℃,是中低温相变材料中较有开发价值的一种.但是它的过冷度高达19.8℃,并且由于相变过程伴随着结晶水的蒸发使无机盐的使用寿命大大降低.本文通过冷指法及添加成核剂的方法对硫酸铝钾的过冷现象进行了研究,结果表明成核剂NiSO4·6H2O、MgCl2·6H2O能较好的改善过冷现象,当MgCl2·6H2O的添加量为2;时可使过冷度降为零,且能保持钾明矾的相变温度而不使其降低.利用MgCl2·6H2O具有很强的吸湿性,可以补充相变过程中损失的水分,使相变材料的使用寿命大大提高.     

不同载体的Na2SO4·10H2O基定形相变材料的制备和热性能研究

基于节能减排的重要性,针对Na2 SO4·10H2 O基相变材料相变过程中液相泄露和长期使用的热稳定性问题,采用直接浸渍的方法将其封装入不同载体(SiO2气凝胶、X型分子筛、膨胀珍珠岩、活性炭和硅藻土)中,成功制备了不同载体的定形相变材料.通过SEM、XRD、DSC等表征方法,测定了饱和吸附时各自的相变材料占比分别为80.0;、82.2;、76.9;、89.2;及60.6;;并且从热性能、机械性能、成本等方面综合对比了不同载体的性能,发现膨胀珍珠岩(EP)是性价比最优的载体材料.进一步对Na2 SO4·10H2 O/EP复合相变材料进行了熔冻循环实验测试,经过100次循环实验,热值损耗保持在15;以内,过冷度稳定在10℃以内,热稳定性良好.     

二维石墨烯片增强芒硝基复合相变材料导热性研究

探究了二维石墨烯片(GNPs)对复合相变材料导热性的影响,以芒硝基复合相变材料(SCNa)为原料,制备出石墨烯片增强芒硝基复合相变材料(SCNaG).探讨了GNPs添加量对SCNa相变材料导热率的影响,并对其过冷机理进行了讨论.结果表明:复合相变材料导热系数随着GNPs添加量呈线性增加,当GNPs=0wt;时,相变材料导热系数为0.854 W/(m·K);当GNPs=3wt;时,相变材料导热系数为1.405 W/(m·K);随着GNPs添加量的增大相变材料过冷度先减小后增大,当GNPs=0.5wt;时,过冷度低于纯SCNa相变材料,为2.5℃C,当GNPs=3wt;时,过冷度增大至10.9℃.GNPs的添加量对相变材料相变温度影响不大,相变潜热略有减小.     

HPO42-与H2PO4-在水热法制备CeO2纳米颗粒过程中的影响

以Ce(NO3)3·6H2O、Na5P3O10和Na3PO4·12H2O为原料,用水热法在180℃反应60h分别制备了CeO2纳米八面体和纳米棒,且对Na5P3O10与Na3PO4 · 12H2O系统同时调节pH =2时180℃反应12 h制备了纳米棒.通过XRD、FE-SEM、TEM等方法对CeO2纳米棒和纳米八面体进行了测试和分析.结果表明,对于Na5P3O10与Na3PO4·12H2O系统,初始时CeO2八面体与纳米棒共存,但随着水热时间的延长,Na5 P3O10系统中CeO2八面体成为主要产物,而在Na3PO4·12H2O系统中CeO2纳米棒成为主要产物.Na5P3O10水解产生的HPO42-是CeO2纳米八面体形成的主要原因,而Na3PO4·12H2O水解产生的H2PO4-是纳米棒形成的主要原因.     

无机盐／微结构陶瓷基复合储能材料的制备工艺和热物理性能

本文讨论了微结构陶瓷/无机盐复合储能材料的制备工艺及其对热物理性能和组织结构的影响.将NaNO2-NaNO3,Na2SO4,Na-BaCO3等无机盐嵌入多孔陶瓷体内的微米级多孔网络中,从而形成显热和潜热复合储能的新型储能材料.这种材料不仅蓄热量大,可以定形且可与流体直接接触换热.文章介绍了混合烧结和熔盐自浸渗两种制备工艺,详细分析了各制备工艺对微结构陶瓷/无机盐复合储能材料性能的影响.对材料进行了TW、DSC热分析和XRD、SEM显微结构分析,得出不同制备工艺下材料的热物理性能,其最大值可达:相变潜热92.67 J/g,比热1.54 J/g·℃,蓄热密度240 J/g(△T=100℃).     

微孔α-Al2O3支撑NaA沸石分子筛膜的合成与表征

以微孔α-Al2O3瓷板为支撑体,通过负载晶种水热反应合成了NaA沸石分子筛膜,利用XRD和FESEM表征了膜的相组成及微观结构,比较研究了动态和静态两种晶化体系对分子筛成膜的影响机制.将Na2SiO3·9H2O、NaAlO2和去离子水按n(Na2O):n(SiO2):n(Al2O3):n(H2O)= 3:2:1:148配制溶液,于95 ℃水热反应2 h制得晶种;再用Na2SiO3·9H2O、Al2(SO4)3·18H2O、NaOH及去离子水作起始物,按nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O=7.5:2:1:600配制膜晶化液,分别将负载晶种的支撑体置于动态(190 r/min搅动)和静态的晶化液中,于97 ℃下晶化4 h合成NaA沸石分子筛膜.结果表明:静态体系形成的膜主要由晶种和分子筛晶粒沉积构成,结构疏松且缺陷较多;而动态体系形成的膜则是由晶种交织生长而成,膜层薄、结晶度高、均匀连续,且成膜过程易于有效控制.     

混合亚熔盐法分解钾长石制备钙霞石和W分子筛

以NaOH-Na2CO3混合亚熔盐为介质分解钾长石,所得滤渣为钙霞石,滤液经碳酸化后得到碳酸钾和硅铝质滤渣,后者通过补加KOH、Al(OH)3和H2O调整钾、硅、铝等的组成比可用于W分子筛的制备.研究了Na2CO3占总碱量的比例、反应温度和反应时间对钾溶出率和残渣物相的影响,结果表明:当Na2CO3占总碱量的比例为1/2,反应温度为200℃,反应时间为4h时,钾溶出率为95.33wt;,残渣物相为钙霞石.进一步调整硅铝质滤渣中组分的比例为:K2O/SiO2=1.0,Al2O3/SiO2 =0.067,H2O/SiO2 =45,并在30℃下老化2h,通过水热合成在150℃下晶化24 h,可以得到W分子筛结晶纯相.     

AACH热分解法制备α-Al2O3超细粉末

以NH4Al(SO4)2与NH4HCO3为原料,采用共沉淀法制备出前驱物碳酸铝铵(AACH),并煅烧得到超细α-Al2O3粉末. 研究了pH值、滴加速度及醇水混合溶剂等因素对反应产物的影响,并对前驱物AACH的高温相变过程和α-Al2O3籽晶对θ-Al2O3→α-Al2O3相变的影响进行了分析.利用XRD、TEM和BET等对粉体的性能进行表征.结果表明:在醇水混合溶剂中控制反应体系的pH值为9～10,将硫酸铝铵溶液以＜18 mL/min的速度滴入碳酸氢铵溶液,可合成颗粒细小、粒度分布均匀且分散性优异的AACH前驱物.不含籽晶的AACH煅烧时α相完全转化温度为1150 ℃,获得α-Al2O3粒径约为100 nm,而α-Al2O3籽晶的加入可将完全转变温度降至1050 ℃,获得的α-Al2O3粒径约为70 nm.