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.     

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.     

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 .     

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.     

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.     

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.     

Rb(NTO)·H2O和Cs(NTO)·H2O的标准生成焓和热力学性质

用Rb2CO3(或Cs2CO3)与NTO(3-硝基-1,2,4三唑-5酮,C2N4O3H2)的水溶液混合制备Rb(NTO)·H2O,Cs(NTO)·H2O.用量热法测定了在298.15 K时M(NTO)·H2O(M=Rb,Cs)在水中的溶解焓.(NTO)·H2O和Cs(NTO)·H2O的标准生成焓分别是(-587.57±2.12) kJ·mol-1和(-596.92±2.11) kJ·mol-1.还分别计算了它们的晶格能、晶格焓、脱水生成焓[(RbNTO,cr)是551.46、546.96、-428.33 kJ·mol-1,(CsNTO,cr)是526.31、521.31、-432.35 kJ·mol-1].计算得到Rb(NTO)·H2O和Cs(NTO)·H2O的标准脱水焓分别为(126.57±2.12)kJ·mol-1和(124.26±2.1)kJ·mol-1.并讨论了碱金属的NTO盐的生成焓之间的关系:从Li →K 的标准生成焓随离子半径增加而增大,但从K →Cs ,虽离子半径增加但标准生成焓几乎不变.     

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.     

无机水合盐相变储热材料的过冷及导热性能研究进展

综述了添加成核剂、多孔基体吸附、微胶囊法封装等方法改善无机水合盐相变储热材料的过冷以及将无机水合盐相变储热材料与高导热的多孔基体、纳米材料复合改善储/释能过程中的导热性能的研究进展.     

Na2S2O3.5H2O用储热材料的研究

本文对Ｎａ２Ｓ２Ｏ３．５Ｈ２Ｏ用作储热材料作了较详细的研究。提出了解决Ｎａ２ＳＯ２Ｏ３．５Ｈ２Ｏ在储热时存在的相分离及过冷两大问题的方法,并通过实验证明了加入添加剂后的Ｎａ２ｓｏ３．５Ｈ２Ｏ是一种较好的储热材料。     

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℃。     

配合物{[La2(dtztp)1.5(H2O)5]·DMA·2H2O}n的合成及热稳定性研究

以2,5-双(四唑)对苯二甲酸(H4dtztp)和La(NO3)3·6H2O为原料,采用溶剂热法制备得到三维结构的新型配合物{[La2(dtztp)1.5(H2O)5]·DMA·2H2O}n.通过元素分析、红外分析、粉末X射线衍射(PXRD)、X射线单晶衍射对其结构进行表征,采用差式扫描量热法(DSC)和热重分析(TG...     

ZnC2O4·2H2O-NiC2O4·2H2O在空气中的热分解动力学

通过热重法(TG-DTG)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)技术研究了固态物质ZnC2O4·2H2O-NiC2O4·2H2O机械混合物(摩尔比3:2)在空气中热分解的过程.TG-DTG的曲线表明:其热分解过程TG曲线中4个明显的台阶与理论失重相吻合.XRD结果表明:样品在500℃煅烧生成为较好晶型的ZnO-NiO混合物.用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Ozawa法求取Ea,用热分析动力学三因子求算的比较法判断出可能的机理函数.ZnC2O4和NiC2O4热分解的活化能分别为175.69～176.48 kJ/mol、220.28～200.93 kJ/mol,ZnC 2O4和NiC2O4分解反应过程可能遵循的机理函数微分形式分别为f(α)=3(1-α)[-ln(1-α)]2/3和f(α)=2(1-α)[-ln(1-α)]1/2;积分形式分别为g(α)=[-In(1-α)]1/3和g(α)=[-ln(1-α)]1/2,都属于随机成核和随后生长型机理函数(Avrami-Erofeer),Am,其调节因子m=3、2.     

H2在N2O内燃烧反应机理探讨

本文利用公式ΔH=-0.1196n λ计算了H2在N2O内燃烧反应的火焰温度,计算值为3197K,与实际温度2923K较为接近.根据火焰温度,提出了H2在N2O内燃烧反应的机理,该机理为:(1)2N2O→N2 2NO;(2)NO hv→N· O;(3)N· NO→N2 O·;(4)H2 O·→H2O hv.     

Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片的制备及光吸收性能

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征.紫外-可见光吸收测试显示Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片具有较宽的紫外-可见光吸收范围,带隙宽度为2.22 eV.     

[Zn(picol)2(H2O)2]·H2O:Cu单晶的g因子理论研究

应用微扰理论,计算了[Zn(picol)2(H2O)2]·H2O:Cu单晶的g因子gx、gy、gz的理论值,并用其与实验值进行比较.发现g因子的理论计算值与实验值相一致,并且理论计算值gx,gy、gz之间满足gz＞gy＞gx的关系,从理论上证实了关于[2n(picol)2(H2O)2]·H2O:Cu中Cu2+离子的基态处于d(x2)-y2的推测.     

三水合醋酸钠复合相变材料储能特性研究

为改善无机水合盐类相变材料存在的过冷及相分离两大缺陷,特以三水醋酸钠为原料,通过复配不同的成核剂和增稠剂获取最优配方,并研究该体系的相变参数。结果表明:成核剂焦磷酸钠能有效抑制三水醋酸钠体系的过冷度,且其有效添加量为0.45g;增稠剂聚丙烯酰胺可有效消除相分离现象,其有效添加量为0.15g;所得最佳三水醋酸钠复合相变材料储能体系的熔点为58.65℃,潜热值为250.8J/g。     

三元配合物[Nd(C9H7O2)3(C12H8N2)]· H2O的热化学研究

目的制备三元配合物[Nd(C9H7O2)3(C12H8N2)]·H2O,并计算出其ΔfHΘm。方法在甲醇和无水乙醇溶液中由六水氯化钕、1,10-邻菲罗啉以及肉桂酸反应合成[Nd(C9H7O2)3(C12H8N2)]·H2O,并采用红外光谱对其表征。依照热力学原理和Hess定律设计热化学循环。在298.15K及常压下,利用恒温环境的微量热计测定六水氯化钕、1,10-邻菲罗啉、肉桂酸以及三元配合物在混合溶剂(体积比0.5mol/L HClO4∶DMF∶乙醇∶水=1.5∶2.0∶1.0∶1.0)中的溶解焓。结果与结论设计下列配位反应的热化学循环:NdCl3·6H2O(s)+3C9H8O2(s)+C12H8N2·H2O(s)=[Nd(C9H7O2)3(C12H8N2)]·H2O(s)+3HCl(l)+6H2O,求得了三元配合物[Nd(C9H7O2)3(C12H8N2)·H2O(s)]的标准摩尔生成焓:ΔfHΘm[[Nd(C9H7O2)3(C12H8N2)]·H2O(s),298.15K]=1 933.522±0.402kJ·mol-1。     

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．     

电荷转移盐[C6H5(CH3)2NH]3·[PMo12O40]·1.5 H2O的合成和晶体结构

以磷钼酸和N,N-二甲基苯胺为原料合成了一种有机-无机电荷转移盐[C6H5(CH3)2NH]3·[PMo12O40]·1.5H2O.用IR、UV、X射线单晶衍射技术对其进行了表征.标题化合物的晶体结构属于单斜晶系,空间群P2(1)/n,晶胞参数为a=1.18078(3)nm,b=2.55985(8)nm,c=1.79515(6)nm,α=90.00(°),β=94.97(6)(°),γ=90.00(°),V=5.4055(3)nm3,Z=4,Dc=2.723mg.m-3,F(000)=4220,μ(MoKα)=2.821mm-1,R1=0.0528,wR2=0.1459.