CaCl_2·6H_2O相变贮热体系的初步研究

在CaCl_2·6H_2O 中,分别加入B 与C,B 与S,R 与C,R 与S 混合成核剂,和13%的纸浆为悬浮剂,可以有效地防止CaCl_2·6H_2O 的分层和过冷,这些体系经500次熔冻循环,其贮热容量均在35卡/克以上,因而这些贮热体系是有希望的低温贮热材料.     

环境温度对无机水合盐相变材料过冷行为的影响机理

建立过冷度测试装置,通过绘制相变过冷曲线、差示扫描量热曲线(DSC)等,研究环境温度对无机水合盐过冷行为的影响,分析环境温度与相变过冷度、相变驱动力的关系,并提出其影响机理。研究结果表明:相变升温持续时间随环境温度升高而延长,相变开始时间随环境温度升高而延迟,相变过冷度随环境温度升高而降低;相变材料与环境发生热交换损失的热量(ΔG_E)、成核结晶部位的迁移热(Q_q)作为相变阻力,对无机水合盐过冷行为产生较大影响,导致CaCl_2·6H_2O相变过冷度随所处环境温度的升高而降低,变化幅度为0.1~19.9℃。     

Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O体系的相变特性

主要研究了Na2SO4·10H2O体系、Na2HPO4·12H2O体系及它们的复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了体系中分层和过冷现象的解决措施.研究结果表明,Na2SO4·10H2O体系的相变温度为33 ℃左右,由于它是一个不一致溶化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显著改善分层现象,有轻微的过冷现象存在.Na2HPO4·12H2O体系的相变温度约35 ℃,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重,(3%硼酸+3%硼砂)对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳.结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO4·10H2O体系和Na2HPO4·12H2O体系进行复合以期得到新的相变特征, (80%Na2SO4·10H2O + 20%Na2HPO4·12H2O)复合体系的相变温度为28～29 ℃,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定,分层和过冷现象基本消除.     

新型二元相变材料结晶与储热性能的研究

将十二水磷酸氢二钠(Na_2HPO_4·12H_2O)与二水柠檬酸钠(Na_3C_6H_5O_7·2H_2O)以不同质量比例混合,制备一系列配比的新型二元相变材料.通过步冷曲线和DSC测试等手段,探索了其结晶及储热性能.实验表明,这些体系的结晶性能均优于Na_2HPO_4·12H_2O单一体系,且有着较好的储热性能.其中,Na_2HPO_4·12H_2O与Na_3C_6H_5O_7·2H_2O质量比为10∶1和10∶2的复合相变材料过冷度均较低,且能维持较高的相变焓,是应用前景良好的低温相变材料.     

MgCl2·6H2O/MgSO4·7H2O复合相变体系的储热性能研究

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热储存性能的关键问题.以中低温水合盐相变储热材料MgCl2·6H2O(MCH)为主体材料,MgSO4·7H2O(MSH)为调节剂,采用熔融共混法制备MCH和MSH复合相变储热体系,研究了MSH对复合相变体系的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响.结果表...     

铜、镍、钴的铍氟酸盐水合物的热稳定性

铜、镍,钴铍氟酸盐水合物晶体与相应的硫酸盐水合物晶体属同晶结构。原因在于BeF_4~=与SO_4~=具有相同的电子数目及外层电子数目。但是BeF_4~=与SO_4~=中心原子的氧化值不同,极化能力不同,故Be-F键应比S-0键为弱,热稳定性应较低。通过差热及热重量分析配合化学分析及X射线粉末法对热分解产物的鉴定,说明在400℃以下硫酸盐水合物只是简单可逆脱水,可表示为: CuSO_4·5H_2O 80℃ CuSO_4·4H_2O H_2O 104℃ CuSO_4·3H_2O 2H_2O 123℃ CuSO_4·H_2O 4H_2O 228℃ CuSO_4 5H_2O NiSO_4·6H_2O 105℃ NiSO_4·3H_2O 3H_2O 125℃ NiSO_4·H_2O 5H_2O 346℃ NiSO_4 6H_2O CoSO_4·6H_2O 96℃ CoSO_4·H_2O 5H_2O 300°-330℃ CoSO_4 6H_2O 铍氟酸盐水合物脱水是不可逆的,第一步: CuBeF_4·5H_2O 102℃ CuBeF_4·4H_2O H_2O NiBeF_4·6H_2O 105℃ NiBeF_4·4H_2O 2H_2O CoBeF_4·6H_2O 110℃ CoBeF_4·4H_20 2H_2O 脱水后样品溶于结晶水中,当溶液沸腾时BeF_4~=发生水解,生成Be(OH)_2、BeF_2及CuF_2·2H_2O或NiF_2·2H_2O或CoF_2·2H_2O放出HF。温度稍高CuF_2·2H_2O、 NiF_2·2H_2O,CoF_22H_2O又分解成CuOHF·CuF_2、NiF_2及CoF_2。在220℃附近Be(OH)_2脱水成BeO。在350℃以上CuF_2还会变成CuO。     

果蔬保鲜用相变蓄冷剂的研制及性能研究

针对适用于果蔬保鲜的蓄冷剂种类少、相变潜热小于300J/g及过冷现象等问题,对相变蓄冷剂的性能进行了研究。首先,利用差示扫描量热法,选择含合适温度调节剂的溶液,获得具有-6～-4℃相变温度且相变潜热较高的主储能剂;随后,通过添加不同种类的成核剂,抑制主储能剂的过冷问题;最后,对较佳配方的蓄冷剂进行了性能研究,首次得到了以苯甲酸钠为主的温度调节剂与水溶液组成的2种主储能剂BL-1和BL-2。研究表明,通过添加硅藻土成核剂,可得到相变温度在-6～-4℃、相变潜热均在300J/g以上且无过冷现象的2种低成本蓄冷剂,适用于冷藏温度在0～4℃的果蔬及其他温度敏感性产品的温控包装。所研制的相变蓄冷剂符合食品安全和绿色环保要求,可以有效地满足人们对果蔬及其他温度敏感性产品的蓄冷需求。     

成核剂对储热材料Na_2HPO_4·12H_2O过冷性能的影响

用步冷曲线法研究室温冷却环境下成核剂-Na2HPO4·12H2O复合体系的过冷性能,分析成核剂的添加量和晶体结构对过冷度的影响.结果表明:Na2SiO3·9H2O、NaF、CH3COONa·3H2O和Na2B4O7·10H2O这4种成核剂对Na2HPO4·12H2O的过冷现象有不同程度的改善.为有效改善过冷,成核剂的添加量有一个合适的范围.在10g的Na2HPO4·12H2O中,分别添加0.30g的Na2SiO3·9H2O、0.15g的CH3COONa·3H2O、0.05g的NaF和0.05g的Na2B4O7·10H2O时,抑制过冷的效果最好.同时发现,与Na2HPO4·12H2O晶体结构不同的成核剂Na2SiO3·9H2O改善过冷的效果最显著;与Na2HPO4·12H2O晶体结构相同的成核剂中,Na2B4O7·10H2O改善过冷的效果优于CH3COONa·3H2O.     

Na2SO4·10H20和Na2HPO4·12H2O体系的相变特性

主要研究了Na2SO4·10H2O体系、Na2HPO4·12H2O体系及它们的复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了体系中分层和过冷现象的解决措施.研究结果表明,Na2SO4·10H2O体系的相变温度为33 ℃左右,由于它是一个不一致溶化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显著改善分层现象,有轻微的过冷现象存在.Na2HPO4·12H2O体系的相变温度约35 ℃,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重,(3%硼酸+3%硼砂)对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳.结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO4·10H2O体系和Na2HPO4·12H2O体系进行复合以期得到新的相变特征, (80%Na2SO4·10H2O + 20%Na2HPO4·12H2O)复合体系的相变温度为28～29 ℃,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定,分层和过冷现象基本消除.     

含CuCl_2·2H_2O和FeCl_3·6H_2O杂质的过氧化氢异丙苯溶液热危险性与分级研究

本文研究CuCl_2·2H_2O和FeCl_3·6H_2O对过氧化氢异丙苯(CHP)热危险性的影响,并对CHP的热危险性进行量化,给出分级值。利用差示扫描量热仪(DSC)和绝热量热仪(VSP2)分析CHP及其与CuCl_2·2H_2O、FeCl_3·6H_2O等混合物受热分解的反应和放热特性,例如初始放热温度、峰值功率、绝热温升、自加热速率、压力上升速率、最大温度和最大压力等。实验分析结果表明:虽然CuCl_2·2H_2O和FeCl_3·6H_2O的加入使得CHP热分解的初始放热温度降低,但是其自加热速率等参数的最大值降低了。最后通过模糊层次分析方法和风险矩阵方法获得含CuCl_2·2H_2O和FeCl_3·6H_2O杂质的过氧化氢异丙苯溶液分级结果。本文研究内容能够为企业在过氧化氢异丙苯的储存、运输等过程提供指导。     

复合相变储能材料的选择

相变材料的选择主要依据是相变温度．根据实验要实现的致冷目标，依次选定相变温度，再据相变温度选择相变材料．通过加入适当比例的成核剂和增稠剂，以解决无机相变材料的主要问题：过冷现象和分层现象．最终选择、配制出合适的两级相变材料体系，即：Ca（NO3）2·4H2O＋4．7％碳酸盐成核剂＋1．9％增稠剂体系，和Na2CO3·10H2O＋6％硼酸盐成核剂＋4．5％增稠剂体系．     

矿化剂对硬硅钙石水热合成的影响

研究了CaCl_2、Sr(NO_3)_2、Mn(CH_3COO)_2·4H_2O和ZrOCl_2·8H_2O作为矿化剂对硬硅钙石纤维合成过程、形貌和性能的影响规律;同时,采用场发射扫描电镜、X射线衍射等测试手段对硬硅钙石纤维显微形貌和物相进行分析和表征。结果表明:配料中加入CaCl_2、Sr(NO_3)_2,硬硅钙石的球形团聚体未明显变大,粒子呈片状结构,体积密度较大。加入矿化剂Mn(CH_3COO)_2·4H_2O、ZrOCl_2·8H_2O,硬硅钙石纤维细长且交织缠绕,形成了良好的中空结构,故合成产物体积密度较小,这有利于提高硬硅钙石的保温隔热性能。     

青海湖盐水氯镁石(MgCl_2·6H_2O)的热分析研究

本文用热分析方法,对青海湖盐下氯镁石(MgCl_2·6H_2O)的热分解反应进行了TG、DTG、DTA、DSC的测定,配合分解气的化学分析、气相色谱分析和固体物的红外光谱分析,解释了DTA曲线,初步推断了MgCl_2·6H_2O热分解的机理。 MgCl_2·6H_2O 118℃—→熔融 MgCl_2·6H_2O 156℃—→MgCl_2·4H_2O 2H_2O MgCl_2·4H_2O 191℃—→MgCl_2·2H_2O 2H_2O MgCl_2·2H_2O 200℃—→MgCl_2·H_2O H_2O MgCl_2·H_2O 251℃—→MgOHCl HCl MgOHCl 461℃—→MgO HCl总失重率为78.5％。用Kissinger法测得MgCl_2·6H_2O→MgCl_2·4H_2O 2H_2O的表观活化能为30.4KCal/mol。MgOHCl→MgO HCl表观活化能为49.7KCal/mol。测定热分解反应的热效应为97.2KCal/mol。     

五水硫代硫酸钠相变蓄热材料的制备

为克服Na2S2O3·5H2O存在的过冷和相分离现象,以CaSO4·2H2O、萘酚等为成核剂,并以羧甲基纤维素(CMC)、活性白土和水溶性石蜡为增稠剂对Na2S2O3·5H2O进行改性,通过步冷曲线和DSC分析对改性后的Na2S2O3·5H2O蓄/放热性能进行研究.结果表明:CaSO4·2H2O、萘酚以及萘酚-NaCl对Na2S2O3·5H2O均有明显改性效果;对于Na2S2O3·5H2O-CaSO4·2H2O体系,增稠剂用量相同时,水溶性石蜡及活性白土的增稠效果优于CMC;经CaSO4·2H2O和活性白土体系改性后的Na2S2O3·5H2O最高放热温度在43~48℃之间变化,放热时间最长可达80min以上,且均可在27℃以上完成结晶过程并释放热量;经萘酚-NaCl体系改性后的Na2S2O3·5H2O具有良好的稳定性,经过不同次数吸热/放热循环后的相变温度在41~46℃之间变化,放热时间均可维持在70 min以上;改性后的Na2S2O3·5H2O相变焓在150~180 J/g之间,其蓄/放热过程无相分离现象.     

三水合醋酸钠/膨胀石墨复合相变材料的制备及其储热性能

水合盐储能材料普遍存在热导率低、过冷度大及相分离问题.本文通过熔融共混制备了以三水合醋酸钠(SAT)为主体的复合相变材料(CPCM).采用膨胀石墨(EG)作为高导热添加物强化导热系数,同时作为成核剂改善其过冷度问题.采用黄原胶(XG)为增稠剂改善复合相变材料的相分离问题.研究了复合相变材料的导热性能、相变性能及热稳定性,并基于该复合相变材料(SAT/EG/XG)搭建了高储热密度的相变储热器,研究了该装置在85℃热源、20℃冷源下的储放热性能.结果表明:膨胀石墨的加入可明显增强热导率及消除过冷度.添加2%～4%(质量分数)膨胀石墨,复合相变材料热导率可达1.12～1.81 W/(m·K),为纯SAT热导率的2～3倍,且添加0.5%～1.2%(质量分数)黄原胶可明显抑制相分离.复合相变材料具有很好的热稳定性,50次循环后其熔化温度保持在58.0℃左右,凝固温度稳定在57.6℃左右,无明显过冷度,相变焓为250～255 kJ/kg.基于该复合相变材料的储热器的储热密度可达442.7 kJ/L,是传统水箱的1.7倍,储放热效率达96.4%,具有明显的储热优势.     

Na_2HPO_4·12H_2O-NaCH_3COO·3H_2O体系相图

用步冷曲线法,部分用DSC法对Na_2HPO_4·12H_2O-NaCH_3COO·3H_2O体系进行测定,得到该体系的相图。实验确定体系有四个四相平衡转熔温度:19℃,27℃,44℃和51℃。该体系作为相变贮热材料有实际意义。     

三水合醋酸钠相变贮热的研究

三水合醋酸钠加入成核剂焦磷酸钠1%、悬浮剂聚丙烯酸钠0.36%或聚丙烯酰胺1%或聚丙烯酸铵2%左右,都能组成貯热性能比较稳定的、熔化热较高的貯热体系,有希望成为良好的貯热物质。     

三水合醋酸钠——酒石酸低共熔混合物潜热贮能的研究

本文用差示扫描量热法(DSC)研究了CH_3COONa·3H_2O—C_4H_6O_6拟二元系统,发现其低共熔混合物在50℃时发生同分共熔,其熔化热为209.3J/g。从相变温度和贮热容量考查,该低共容混合物是一种良好的太阳能潜热贮能材料。     

制备四氧化三铁纳米颗粒的新方法

以草酸亚铁(FeC_2O_4·2H_2O)在高纯氩气(氩气含量≥99.999%)中的热重-差热(TG-DTA)分析为理论依据,利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM),分别对FeC_2O_4·2H_2O在氩气中热分解最终产物进行物相和形貌表征。研究结果表明:FeC_2O_4·2H_20在高纯氩气中热分解过程分为两个阶段:第一个阶段是在室温到255℃之间,FeC_2O_4·2H_2O失去结晶水变为FeC_2O_4;第二阶段是255℃到520℃之间,FeC_2O_4受热分解为Fe_3O_4。在高纯氩气中,以6℃/min升温速率从室温升520℃并在520℃,保温20 min,热分解草酸亚铁时,获得了粒径为约40~60 nm的球形Fe_3O_4颗粒。     

Na_2SO_4·10H_2O复合相变储冷体系的热力学性质

目的　研究制备相变温度在 5～ 1 0℃之间的新型空调储冷材料 .方法　测定以Na2 SO4· 1 0 H2 O为主要成分的低共熔混合体系的相变温度随组成变化的关系 ,确定适宜配方 .研究抑制过冷和相分层现象的方法 .结果　由质量分数为 80 %的 Na2 SO4· 1 0 H2 O、2 %～ 8%的 KCl、5 %～ 1 0 %NH4Cl和 1 %～ 5 %( NH4) 2 SO4组成的低共熔水合盐体系的相变温度降至 9～ 1 0℃ .结论　加入无机盐 KCl,NH4Cl,( NH4) 2 SO4或 Na Cl可降低 Na2 SO4.1 0 H2 O的相变温度 .加入成核剂和增稠剂是解决过冷和相分层的有效方法 .