膨胀石墨-碳纳米管协同改性十八醇相变材料研究开题报告
2020-04-23 19:57:11
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着社会经济不断发展,人类生活水平不断提高,对于能源的需求量越来越大,自能源危机爆发以来,关于储热材料和储热技术引起人们的广泛关注。新能源普遍存在能量密度低,易受环境和地域的影响等缺点,因此需要储能来提高利用效率。新能源的存储主要分为电能和热能2种方式,热能存储方式主要为显热存储、潜热存储和化学能存储。而储热技术是开发新能源、提高能源利用率的重要途径,采用相变储能材料的潜热储存具有储热密度高、储热放热近似等温等特点[1],储热技术也是解决和缓解热能在时间、空间、强度及地点上转换和供需不匹配,提高能源利用率和保护环境的有效方式。主要利用材料的相变来实现储能,国内外诸多学者都致力于潜热储能材料的开发与研究。
大量的有机材料、无机材料和共晶混合物因其特有的熔解温度和潜热储存能力而被定义为pcms。 相变材料(pcm)是指在一定的温度范围内可改变物理状态(固-液,液-气,固-固)的材料,以环境与体系的温度差为推动力,实现储、放热功能,并且在相变过程中,材料的温度几乎保持不变。有机pcms 按组成分为单组分pcms和低共融物pcms,按相变形式分为固一固pcms、固 液pcms、液一气pcms和固一气pcms等4类。液一气pcms和固一气pcms在相变过程中产生大量气体而使其在实际应用中受到限制,固一液相变储热材料和固一固相变储热材料因不存在此类缺陷而应用较为普遍。它因具有储能密度大、储能能力强、温度恒定等优点,在智能调温服装[2]、建筑[3]及电子器件[4]等应用领域得到了广泛关注,主要包括无机、有机、无机有机复合材料三大类。无机相变材料虽具有导热系数大、价格便宜的优点,但存在过冷、相分离及腐蚀性强等缺陷[5]。与无机相变材料相比,凝固时无过冷现象,可通过不同相变材料的混合来调节相变温度是有机相变材料的突出优点,成为相变储能材料。
有机固-液相变储能材料主要包括脂肪烃类、脂肪酸类、醇类和聚烯醇类等,其优点是不易发生相分离及过冷,腐蚀性较小,相变潜热大[6],缺点是易泄露。目前应用较多的主要是脂肪烃类与聚多元醇类化合物。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:以膨胀石墨-碳纳米管为客体材料,制备十八醇修饰复合材料;通过溶液混合法制备;
材料表征:对十八醇/膨胀石墨-碳纳米管复合相变材料进行结构表征和性能测试,通过dsc分析、红外-紫外光谱分析和热导率测试等表征手段对其形貌结构及元素构成进行分析。
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,完成材料制备;
第8-11周:分析结构、测试性能等,复合材料传热储热机理分析;
4. 参考文献(12篇以上)
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张仁元 .相变材料与相变储能技术[m ].北京:科学出版社,2009 .
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mondal s. phase change materials for smart textiles: an overview [j]. applied thermal engineering, 2008, 28 (11/12): 1536-1550.
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