摘 要

目前，我国已是仅次于美国之后的世界第二大经济体，而能源是保持社会和经济稳定发展的基础，我国使用的能源大都是不可再生资源，如石油、煤、天然气等，然而这些能源都是不可再生的，能源储备不足以满足社会发展需求。相变储能技术经过了长期的发展，已经是一项比较成熟的技术，而聚乙二醇（PEG）是目前研究最多的相变储能材料之一，有相变潜热大、物理化学性质稳定、相变温度范围宽和安全环保等优点，但是其自身也有一些缺陷，如导热性差、热稳定性差和液相泄露的问题。本文采用材料复合技术对聚乙二醇（PEG）进行改性，选用氧化石墨烯（GO）作为导热强化相，制备了PEG-g-GO复合相变材料。

本课题主要的研究内容如下所示：

1. 采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯。
2. 再采用氨基功能化制备接枝物PEG-g-GO。
3. 最后将PEG与PEG-g-GO进行复合制得复合相变材料。

本实验利用接枝的方式让GO与PEG更好的复合，通过接枝的PEG与复合的PEG的相互作用来提高相变焓和GO对PEG的吸附率。在整个实验过程中，为了充分研究复合相变材料的结构、形貌和热物性能，本文采用了红外、拉曼、XRD、POM和DSC等手段进行表征。

关键词：聚乙二醇；氧化石墨烯；材料复合技术；相变材料；防泄露

Abstract

Up to now， behind the United States， China is the second largest economy in the world， and energy is the foundation to maintain social and economic stability and development， the use of energy of China are mostly non-renewable resources， such as oil， coal， natural gas， Energy is not renewable， the energy reserves are not enough to meet the needs of social development. Phase change energy storage technology has been a long-term development， is already a relatively mature technology， can be used to solve the problem of heat supply and demand， to achieve the absorption and release of heat. In building energy efficiency， electronic device thermal protection， waste heat and waste heat Recycling and utilization， the use of solar energy and power "peak load filling valley" and other fields with broad prospects for development. Polyethylene glycol (PEG) is one of the most studied phase change energy storage materials. It has the advantages of latent heat of phase change， stable physical and chemical properties， wide temperature range and safety and environmental protection. However， it has some defects such as Poor thermal conductivity， poor thermal stability and liquid leakage problems. In this paper， PEG-g-GO composite phase change materials were prepared by modifying the polyethylene glycol (PEG) with material composite technology and using graphene oxide (GO) as the heat strengthened phase.First， the modified Hummers method was used to prepare graphene oxide， and then grafted PEG-g-GO was prepared by amino group.Finally， PEG and g-GO were synthesized and synthesized.In this experiment， GO and PEG were better compounded by grafting.The interaction between grafted PEG and complex PEG was used to increase the enthalpy of enthalpy and the adsorption rate of PEG to PEG.

In this experiment， PEG-g-GO composite phase change materials were prepared by using polyethylene terephthalate (PEG) as the thermal strengthening phase， and the composites were characterized by IR， Raman， XRD ， POM and DSC were used to study the structure， morphology and thermal properties of composite phase change materials.

Key words: polyethylene glycol; graphene oxide; material composite technology; phase change material;

目录

Abstract 1

第一章 绪论 1

1.1 相变储能材料简介 2

1.1.1 相变储能材料的含义 2

1.1.2 相变储能材料的分类 2

1.2 相变储能材料的应用 3

1.2.1电力移峰领域 4

1.2.2太阳能领域 4

1.2.3建筑节能领域 5

1.2 有机相变储能材料的复合改性研究 5

1.2.1 PEG在相变材料中的应用 6

1.2.2 氧化石墨（烯）复合材料研究现状 7

1.3 研究内容 8

1.4 本文的创新点 8

第二章 实验过程及表征方法 8

2.1 引言 8

2.2 实验部分 9

2.2.1 实验原料及仪器 9

2.2.2 实验过程 10

2.3 测试与表征 11

2.3.1 SEM表征 11

2.3.2 X-射线衍射表征（XRD） 11

2.3.3 红外光谱表征（FT-IR） 11

2.3.4 POM表征 11

2.3.5 DSC表征 11

2.3.6 拉曼表征（Raman） 11

2.3.7热重分析（TG） 12

第三章 结果与讨论 13

3.1复合相变材料的形貌特征 13

3.2复合相变材料的微观结构 14

3.3 复合相变材料的相变性能 18

3.4复合相变材料的热稳定性能 19

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 24

第一章 绪论

能源是保持人类经济社会可持续发展的基础，而我国目前使用的能源大多都是不可再生能源，如：石油、天然气、煤等，但是这些正在被消耗待尽的能源对于人类社会长期生存与发展来说仍然是远远不够的，能源不足与经济发展的矛盾问题日益凸显。因此，节约不可再生能源和开发利用新能源是能源科学发展的新方向。目前开发的新能源有太阳能、风能和地热能等，其具有储量丰富，对生态环境良好等优点。但是这些新能源在使用过程中存在不稳定性、间歇性和能量密度不均等缺陷，限制了其在生活和工业生产中大规模的应用。热能储存技术是通过人为的干预，来用于解决热能供需不足的重要手段，既保护环境又大大提高了能源利用率，是目前各国能源研究的热点问题，具有很好的发展前景。

1.1 相变储能材料简介

1.1.1 相变储能材料的含义

相变储能材料英文简称PCMs。相变储能材料在一定温度范围内，根据材料自身相态或者结构变化，自动吸收或释放潜热到环境中，达到调控环境温度和热能储存要求的一类物质^[1]。相变储能材料在等压近似恒温条件下物质发生相转变所吸收或者放出的热能提供了储热能力。

1.1.2 相变储能材料的分类