1. 研究目的与意义（文献综述）

近现代，社会生产力和人们生活水平日益提高，人类也逐渐意识到能源问题的严峻性，然而自然界中存在着丰富的风能、太阳能等可再生能源。如何解决间歇性，把这些能量存储下来并在所需之时释放出来正是各个领域研究的重要课题 ^[1]。潜热蓄热技术具有蓄热密度大、相变温度稳定、装置设计简单、体积小等优点，利用此技术可以很好的解决上述问题^[2]。

潜热蓄热技术的关键材料之一是相变材料，这是一种通过发生状态改变吸收或者释放大量潜热的物质。这种物质储热密度高，且吸/放热过程近似等温、易运行控制和管理^[3，4]。根据相变的类型，相变材料被分为固-固，固-液，固-气和液-气相变材料，其中最适合储存热能的便属固-液相变材料。当温度升高时，相变材料从固态变为液态，并吸收热量。随着温度降低，相变由液体变回固体，并释放热量^[5]。将相变材料应用到建筑围护结构中，可以解决现代建筑中普通轻质材料比热容的问题，增加建筑围护结构的蓄热能力和热惰性，且由于相变材料具有较大的相变潜热，掺入少量相变材料即可储存大量热量，从而可减小建筑物室内外温度变化幅度，对空调系统设计热冷负荷的降低起到一定作用，达到节能和改善热舒适度的目的。相变材料已被广泛应用于许多节能领域，如余热回收，建筑能效，太阳能储能等^[6]。

相变材料一般采用有机物，比如石蜡、硬脂酸、各种烷类等，但有机相变储热材料具有低的导热系数^[7]。为了改变低的导热性能往往添加金属粉末、碳纤维、石墨等一些功能材料，通过将具有高热导率的材料引入相变材料中以形成复合材料来实现^[8，9]。在常用的相变材料中，石蜡具有相变潜热较高，结晶速率高，无过冷及析出现象，性能稳定，无毒、无刺激性、无腐蚀性，价格便宜等优点，因此是研究最为广泛的材料之一^[10]。李云涛^[11]等在石蜡中加入不同含量的膨胀石墨制备了石蜡/膨胀石墨复合相变材料，膨胀石墨的加入，使复合相变材料的导热系数呈线性增大，传热能力增强，蓄热时间缩短，蓄热系数增加，石蜡的热效率提高；同时，冷热循环过程中，热膨胀系数减小，化学结构稳定，封装效果良好，具有较好的热循环稳定性和热化学稳定性，使石蜡的热稳定性提高。王大伟^[12]等以石蜡为相变材料，膨胀石墨为载体，碳纤维为强化传热介质，利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性，制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料，测试发现相变潜热随石蜡含量的降低而减小，随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低，相变提前发生，随碳纤维含量的增加导热性能大幅度提高。除了石蜡之外，于海涛^[13]等制备了适宜木材太阳能干燥用的硬脂酸/膨胀石墨复合相变储热材料，实验结果表明膨胀石墨的添加有效地提高了复合材料的储/放热效率。吴其胜^[14]等利用癸酸（ca）和十六醇（h）在超声波作用下混溶制得二元有机低共熔物（ca-h），然后以其为相变材料，以膨胀石墨（eg）为载体，采用真空吸附法制备了相变材料质量分数不同（50%，60%，80%，90%）的二元有机低共熔物膨胀石墨复合相变储能材料，测试发现膨胀石墨对的物理吸附作用达到80%时，复合相变储能材料具有热稳定性，传热速率有所增加。朱福荣^[15]等使用棕榈酸（pa）/聚苯胺（pani）通过表面聚合制备新的形式稳定的相变材料，将铜纳米线与pa和乙醇混合，引入铜纳米线（cu nws）到形状稳定的相变材料中，研究发现材料的Δh（熔化）随cu含量的增加而线性减小，铜纳米线（cu nws）可以有效改善形态稳定的相变材料的热导率。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：选取十六醇和甘油酯共混得到二元低共熔物，选用膨胀石墨为吸附材料，通过真空浸渍法得到膨胀石墨/十六醇/甘油酯复合相变材料。

材料表征：通过dsc 、 ft- ir 、 tg 、 sem 、冷热循环实验和蓄/放热实验等对膨胀石墨/十六醇/甘油酯复合材料进行结构表征和热性能测试。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备相变复合材料。

第8－11周：对复合材料的热物性能进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]唐方. 复合相变蓄能材料的制备及性能研究[d]. 南京大学, 2016.

[2]夏莉, 张鹏, 周圆,等. 石蜡与石蜡/膨胀石墨复合材料充/放热性能研究[j]. 太阳能学报, 2010, 31(5):610-614.

[3]于海涛. 硬脂酸/膨胀石墨相变储热材料的制备与应用[d]. 北京林业大学, 2016.