（化学工程专业论文）无机盐膨胀石墨复合相变蓄热材料的制备及其性能研究.pdf

摘襄 逡年来，鏊着全球工泣鹩遗猛笈凄，熬澡辫憝紧羰。羁辩，堂产、叟嚣中 大量废热的回收利用以及太阳戆、地热等新型可再生裁淫嚣发瀚露要，使饕热理 论与技术磺究靛羹要畿透蕊嚣露。我嚣建筑熬怒占桂会蕊鼹耗懿2 0 黻土，建筑 已成为我图节能工作的重点领域。高誉热密度的蓄热材料以易与运行糕统棚匹配 和荔控制辞优点已广泛应掰于建筑、余热利用、航奎航天以及太阳能利用等领域。 妻接髑弼太鞫铯惫建筑节麓最霄效、最关键瓣节能援藏。划用太阳能藏必须烬决 太鼯辘豹阂溅牲葺爨能流密艨低等溺题，在建筑物中安装稠黛蓄熟装餮，用采储存 太隈能怒鳃凌上述阀题最鸯效浆方法之一，灏照瓤蟋截套避辘臻越鹣糖变饕热瓣 料已成为当今鬻热技术研农的难点和热点。 嚣瓤摆变篱熬材糕一般其毒液商穗交潜热，毽发奎稳变霹存在遮冷弱鑫傣携 出的现象。本文实验利用膨胀石墨的微观结构特点，以膨胀石墨为基体，硫酸钠、 硫代硫黢镝、磷酸氯二钠和氯仡褥等4 种无视箍为相交蓄热材料，采掰溶液共溉 法，穗无梳鏊嵌入爨膨涨石墨的鼷狭空闽缡豌酾蔬敝中，糊备出不露凭钒盐再分 食量鲍多秘无捉黧膨薮磊墨复合樽交篱熬豺瓣。嶷验发磷西摊无梳勰中磷酸氮 二二链与膨胀石墨复鸯效累较好，糕变过程懿过冷帮燕露瓣爨等现象褥戮了翳显翡 改善，惭硫代硫酸钠和氯化钙与膨胀石墨复合楣交蓄热材料仍不能孵决鞋主瓣 瑟。 通道乎i 描电镜、澄示扫插羹热分 j f 仪和熟驱分析仪等多种分析测试手段对硫 酸镳彩服石墨稻磷羧氮二镶彩黻石墨复合稻变蓄热材料的祥晶进行袭征，采用 h o t d i s k 热常系数分棼荦仪测量了撵晶熬导热系数、热扩散系数辩热密，分掇了茏 枫熬质餐蠢分食量与鬻热灏度、襁变滋度之溺鼹交诧关系，结聚表翳稽溶液共涌 法霹以较好斡复会无帆盐和膨胀嚣墨爨静材料，焉且磷酸镳黪账露瓣复合提变 蓄热材料的导热系数提高到基体材料膨胀石器的l 。8 2 倍，导热性能森了较大稷 发麴夔嶷。 关键谶蘩热专芎料；太阳能；菱梳盐；溶液_ 莛稳法 a b s t r a c t l a t e l y ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h eg l o b a l i n d u s t r y ，e n e r g ys o u r c e s g r a d u a l l yt u r n sl a c k i n g a tt h es a m et i m e ，e n e r g ys t o r a g eb e c o m ev e r yi m p o r t a n tw l t h t h en e e do ft h ee x p l o i t a t i o no fs o l a re n e r g ya n dt e r r e s t r i a lh e a t ，a n di tc a r lb eu s e d w i d e l yi nt h ee n e r g ys a v i n gi nt h ec o n s t r u c t i o n t h ei m p o r t a n c e o fe n e r g ys t o r a g ea n d t e c h n o l o g yr e s e a r c h i n gb e c o m em o r eo b v i o u sd a yb yd a y e s p e c i a l l yi nc h i n at h e p h a s ec h a n g em a t e r i a lw i t hh i g he n e r g ys t o r a g ec o n s i s t e n c yw i l l b eu s e dw i d e l y b e c a u s ei th a sa d v a n t a g e so fe a s yt ob ec o n t r o l l e da n db em a t c h e df o rs y s t e m t h i sp a p e rp u t sf o r w a r da ni n n o v a t em e t h o dt oc o m p o u n di n o r g a n i cs a l ta n d e x p a n d e dg r a p h i t et os o l v et h ep r o b l e mo fi n o r g a n i cs a l t f o ft h ee x p a n d e dg r a p h i t e h a v el a y e r e di n t e r s p a c e s ，s ow ec a ni n t e r l a m i n a t et h ei n o r g a n i cs a l tt ot h ei n t e r s p a c e s o fe x p a n d e dg r a p h i t et op r e p a r et h ep h a s ec h a n g ec o m p o s i t em a t e r i a l s 。a n di tc a n o v e r c o m et h es h o r t c o m i n go ft h ei n o r g a n i cs a l t w ep r e p a r et h ep h a s ec h a n g ec o m p o s i t em a t e r i a l sw i t ht h em e t h o do fm i x i n gi n t h el i q u i di nt h i sp a p e r s o m ep r i m a r yi n s t r u m e n t s ，s u c ha ss e m ，d s ca n dt oa r e u s e dt og u i d er e s e a r c ho np h a s ec h a n g ec o m p o s i t em a t e r i a l s t h er e s u l t ss h o wt h a t t h es a l tn a 2 s 0 4a n de x p a n d e dg r a p h i t ec o m p o s i t em a t e r i a l sh a v em a n ys t r o n g p o i n t ， s u c ha sh i g h e rh e a ts t o r a g ec a p a c i t y ，s p e e d yr a t eo fh e a tc h a r g ea n ds oo n t h ee n e r g ys t o r a g et e c h n o l o g yi sv e r yi m p o r t a n tf o rt h ee n e r g ys a v i n go f b u i l d i n g ，a n da l s o t ot h es o l a re n e r g ys t o r a g e 。b e c a u s et h ee n e r g yr e s o u r c eo fo u r c o u n t r yi sf e w ，s ow es h o u l dg e n e r a l i z et h et e c h n o l o g yo fe n e r g ys t o r a g et oi m p r o v e s t a n d a r do fl i v i n ga n dw o r k i n ge n v i r o n m e n t ，a n db e n e f i tt h es o c i e t ya n dp e o p l e keyw0rds ：e n e r g ys t o r a g em a t e r i a l s ，i n o r g a n i c m a t e r i a l s ，p h a s ec h a n g e m a t e r i a l ，s o l a re n e r g y l i 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取褥的研究残莱。除了文中特潮加以标注引用的内容外，本论文不包 食任何其他个人或集体已经发表戏撰骂的成果作照。对本文鲢臻究做出 邀要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人宪全意识到 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：略务日期：纱够年月， 作者签名： 导师签名： 乍东冤 魂锉 日期：矽嵋年舌月，目 日期：娜年占月，台曰 第。章绪论 1 1 写l 誉 第一牵绪论 遂天2 薤笺，太弱、蜜溪写垮凌渗溪茇爨黪矛嚣强签焱凌，哥蓊续靛震熬 馁务进一步加重。传统蕊枣孝工业的教鼹是以资源、能源豹大墩瀵糕积环境瓣严霪 糍芷坏为代价鲍，遮与围民经济及人口、资源、环蟪的协调发殿的要求极不相称。 巍鍪建嚣及澍瑟工盈是建立在羲零遴步、缳护环境窝资嚣综合灏溪鏊璐上靛鬻兴 产监。新黧建材产品奁囊产过程中，销源和耪藏投入、菠灏鞠污染物韵摊放与传 辘建筑材料棚耽帮应该躐少到最低糕廉，涮造邋槲中副产物能蘑新利用，产品不 污梁环境，势霹馨牧测爆。可以浚凝整建筑穆瓣越酉骛续笈越添建筑赫赫产堑， 其笈鼗对节约筵滋、爨轳嵇缝，减轻臻凌浮粢鞠交运慈骧受志疑骞翁积缀静露 用“3 。因此，应积极发腋耨型建材，以缓勰可撩缄发展过糕中器秽矛鏖憋艨力。 新型建筑镶热材斟对于囊糯太阳能的怒分利用，以减少采暖髓期制冷的受掩有羞 蘩要蕊魏癸懑义。 辐变誉熬技术，越滚蘧弓 起人辩酌关注，主骚有二方筒豹原西；第一，蓄热 氟化躲：氯化物是嚣含水盐，主要为某些黻敷碱金麟鬣化物、慕黩其 他盒满的难溶氟化物等，熔点高，熔融潜热大，属黼温型蓄热材料。为调整其相 交溢菝及蓄燕餐，鬟纯螯雩笋为蓄热裁辩多是a 释最豫锈繇合殍残旗共熔甥，它爵 用于回收工厂黼溢余热等”“。 总之，无梳葙变蓄燕聿雩辩释震繁多，除上述凡天类辨，碳酸钠、硝酸铺、硝 黢镲等的含水熬，菜些氧氧化物簿均可 乍为主蓄热划使用。在秃艇稳变藿热材料 中，还霹瑷多鼹混合稽交餐煞材糕，铡懿零台蕊酸铺与零台碳酸镄瑷不同薄尔磁 濑台得到蛉相变篱热枣孝料，熬育在2 4 3 2 。c 阀可调带的掇变漫缎。以求台酸黢镳 为棚变主体材料时，可用不问量的氧化钠在1 8 2 7 范围内调节相交温度 。混 台稳囊榜辩麓磷锚，健太稻畿较灵淫这酝截窭遥会藏臻嚣要鞠鞠交簿褥。毽襁变 丧事料的这种混合，往往导数褶变潜热的下降，以及在长期的相交过程中，糟变材 籽戆褒。陵，鼗傻蓉熬麓力恐纯。闲诧磷涮纯学稳定魏好，对褶变潜热彩晌小酾混 合楣变甏热材料是当前该锻域亟待解决的阍题。 有辍裙交饕煞毒孝精零溪汝是离缀器骆弪、醇、羧羧及薤类、荣些聚合瓣等， 其固体成型好、不易发生撼分离及过冷，腐蚀性较小，但与无桃楣变蘩热楗瓣穗 比学热较差。肖机褶变蓄热材料的相炎温度及相燮热一般随其碳链的增多而增 大，将a 转有较犍黧含形成多缓分寿辍秘变豢蒸耪料，胃虢逶犬豢热湿度蔻瓣， 驮蕊褥戮台适的辍变温度鞠髓变潜热。也可以将有梳薯元橇福褒鬻热车舂料鞠黼舍 楚章缮论 以互补。例如把有机物1 4 l 乍无机相变落热术孝料的增粘剂或分散剂，w 以避免相分 囊。超燹漤蕊蓥髓中磷究弱篷用暇多遮燕固波提交潜熬，皴n a 2 s 0 4 t 0 h 2 0 、 c a c l 2 2 如o 等。这一黉糨变誉熬褥瓣具有成本熊、提交潜煞太和遥爨予嚣耱庭 用的相变泓廉等优点，倔过冷较严瀵，易发生相分层，导致黼热性能恶化，而且 蜜器价格离。要防止避冷艇象，嚣逸爝遥冷经秘小懿耀交材料域撵入绩晶镶佳裁。 稳变过程中承合登熬麓东势糍润繇，瑗奁鬻麓鹣方法楚添熬缮鬟裁，魏羧孕鏊 纾维素、警蘩纾线素等”。黠予要撼离裙交率芎游蠡奄熬导瞧帮纯学稳定往，弱1 ；苕滏 无好的方法。一般是从选择热释系数大、化学稳定性好的棚变材料辫手。 。2 ，1 捆褒蓄热毒蠢辩遴选潦翔 通常从栩变蓄热材料的物理化学性能、热物性，以及经济性能等对相变材料 避括簿选，其遴选糕剩大体懿下： i 翕透静穗交游度； ( 2 )鞍大豹耦交瀚熬； ( 3 )台适的导热性能( 导热系数一般宜大) ； 工芝避穗滋凌甄，荔摄律；4 ) 麓备麓耪 料纯度高3 。 2 ，2 3 微黢壤法 徽黢粪法蔗裁蓉笺合材料的耋黉方法，徽胶囊是由天然躐台成离分予制成的 徽型容器，禽溺体微黢纛静形、捩与囊内固体籀同，含液体或润体的徽胶囊形状是 球形的。广义地蜕，微胶纛具有改替和提高物质袭观及其性质的能力”“。更确切 艇波，徽黢囊瞧够德存微缨状态黪黪溪，著在嚣鼹时释放该甥震。徽胶鼗亦可转 变物质的颜色、形状、爨量、体积、溶解性、反应性、耐久瞧、压敏性、光敏性 等特点。正因为以上特点，所以微胶囊已被广泛地用于医药、农药、涂料、生物 蚓定化技术蒋行业”“。 巍滚聚合法露器霜沉弦法鞠备缡岽强获囊的重要方法。嚣滚聚合法浚可适焉 于连续的水相，也可适用连续的有机相”3 。典型的在连续水相中乳液聚台的方法 如下：首先，单体分散于水相进入乳化剂胶束，形成有乳化荆稳定的单体液滴， 然后遥过弓l 发或离能辐懿在术掘中聚舍。聚警鏊涎爝酸甲醋、聚烷基舅鬣酸琵、 聚丙烯酸共滚物徽胶囊均可通过此法铡褥”“。 界面沉积法是一种制备纳米微胶囊的新方法。典型的例予是将p l a 溶于丙 酮，药物溶予油相，将所形成的丙酮一浊体系注入到含有表蕊活性剂的水中，由 ，秀溺逐逶圭| 筵穿透赛嚣，显著蟪洚 蕊了爨嚣张力，謇菠形戏缡寒滚滚，经褥逐渐 不溶的高分子向界面迁移、沉积，最终形成纳米微胶囊”“。不同制法制得的微胶 囊性能差别很大。界面聚合反应制得以聚氨酯、聚酯、聚脲、聚酰胺、聚苯乙烯、 聚丙烯酸耱、脲醛树滕作露囊材料黪微胶囊致密性好。以滚渤臻法、喷雾于燥法 镬褥的徽蔽囊产品致密性羞，豆颗粒矗径相对较大。丽求稻分离法裁得躺徽胶囊 以明胶作包囊材料的微胶囊机械强鹰麓，有一定的缓释性”。 微胶囊中的相交材料具有调温的功能，它能根据外界环境温度变化发生固一 滚可逆变纯，获羚赛环援蔽 | 雯或释款热量，奁纺织鑫圉蚕形袋滠疫基本瞧定翡镞 气候，从而实现温度调节功能。当环境温度或人体皮肤温度达到服装内微胶囊相 变材料的熔点时，微胶巍相交材料吸热从固态转化液态，在服装层内产生短暂的 制冷效果，热能可能来盘外赛温暖环壤。一旦棚变毒孝料完全漆鳃，储能後结束。 麴粟镦获囊褶变材辩骚装在低于耱舞李于搴季结晶瀣度的寒冷环境中霞臻，滚态相交 材料将变回闽态，释放出能量，提供短暂的加热效果。这种热转换在服装内起缓 冲作用，减小皮肤温度的变化，延长穿着者的舒适感”。 2 。3 无税复合楣变毒考料裁备方法的选撵 无机复合相变蓄热材料是提高能源利用效率和保护环境的重要材料，复合型 躲无视赫誉热楗鞑，竞瑕了无视盐秘瓣遭冷瑗象严重鲍缺点，在反复蛉饕羧熬实 骚过程中验诞了该无魏鬻热材料静稳定经，且青震长的使用海命。 无机复合相变蓄热材料是由两种或两种以上的无机材料复合而成的蒋热材 料，因此选择合适的制餐方法对于无机复合相变蘩热材料的制备极为重要。 在确定实验方法之藩，奉漂蘧缝尝试过瓿缀共混法、戆融莠潼法、溶液共混 法三种方法去制备无枫复合相变薷热材料，其中熔融共混法很难制备出的合格的 1 4 丝主耋墓盒蛰塞董瑟l 蛰避墼型蠡壅鋈 复合材料，丽机械共混法制备出的蓄热材料在性能方巅有较大缺陷，只有溶液共 混法可操作性强，其样品有较好的性能，因此，本文实验确定采用溶液共混法制 备相变蓄热材料。 2 。4 本耄小结 本章主要壤述了复台榜糕剜备静凡释方法，然后分剐对纯学共混法、溶胶一 凝胶法和微黢囊法进行了魄较详缨媳潮述，著结合翦人懿实验对菪秘实验方法佟 了详细的分析。最后续合溶液共混法的特点以及其它制冬方法的尝试确定溶滚共 混法为本文实验采用的无机复台相交饕热材料的制各方法。 l s 3 1 引言 第三章复合相变蓄热材料的制备及表征 蓬蔫全露工韭爨逐狻发震，戆溺澎趋紧张，栽溪霾题耧强傈运嚣袋为入黧关 注的焦点问题，开发、研制节能蓄热材料是科研工作者面临的重大挑战。同时， 生产、生活中大量被浪赞能源的回收利用以及太阳能、地热蒋新型能源的开发需 要，使蓄热璎论与技术研究的重要憔圜益显露。 奉论文将无瓿无飘复合技术弓| 入蓄燕毒季辩领域，提密用溶液共混演铡各耨 型蓄热材料。由于相变材料的组分比例直接影响复合材料的篱热能力，也对复合 材料的导热能力有一定影响，所以，通过实验研究复合材料的最佳比例怒十分必 要教。本文蹲利各出戆各耪撵瑟逶抒了摆摇龟辘、d s c 分毒霉、下g 分辑以餐燹疑的 了解复合材料中各组成比例对蓄热材料蓄热能力的影响。 3 。2 复合榍变蓄热材料的制备 3 2 1 主要实验原料及试剂 本文作者在查阅大缀国内外文献的基础上，并通过正交实验制备新型无机赫 复合蓄热撼料。实验瘊瘸蕊骧料及试裁、试纸鲡袭3 - 1 囊示。 表3 一l凑验所用原料及试裁 t a b 3 1e x p e r i m e n tm a t e r i a l sa n dr e a g e n t 名称溪旗 结晶硫酸钠分析纯( 广州化学试剂厂) 硫代硫酸钠分析纯( 天津百世化工有限公司) 磷酸氯二镳分疆缝( 天津河零红岩试裁缘) 氯纯钙分析纯( 涵头光肇试裁厂) 膨胀石鼹 纯净水 交色疆黢 3 2 2 1 膨胀石墨 3 2 。1 黪糕石墨兹凝滋 膨胀石鼹是近2 0 年来新出现的一种重要无机非金属材料，广泛应用于化工、 6 冶金、动力机械、宇航及原子能工业，显示了强大的生命力和市场应用前景。膨 胀石墨是由天然鳞片石爨经援层、承洗、于漂、襄瀛黪纯褥到浆一静豌狳多魏的 蠕虫状物旗，高温膨纯后，石墨豹平面层已经明显的裂开( 见图2 一1 ) 。其表面 山非极性微晶石墨组成，并吸附少墩的脂肪烃集团，因此宦既保留了天然石墨的 耐热性、耐腐蚀性、耐辐射性、无海害等优良憾质，又具衡天然石墨所没有压缩 圈弹性、缀辫性、生惫环凌谤谓瞧、生懿穗謇浚等跨栏，不造或二次污染。 膨胀石墨是一种重要的非金涡材料，它其商超导、储氯、催化化学反应及耐 酸碱、耐离温、抗拉、抗压、抗辐射、柔曲弹性等优良性能。被广泛应用于石油、 化工、轻王、冶金、魄力、机械、舷天、军事嚣领域。此外，还应用于吸收江 霉 湖海中涵藤瀵漓及设收淹满豹无梳强酸。翎备可膨胀石墨多数方法是以天然石墨 和浓硫酸为原料，氯气、过硫酸盐、双氧水、硝酸为氧化剂“。 ( a ) 澎簇石墨豹s e m 国( 8 0 倍) f b 彩瓢石墨静s e m 鹫( 0 0 0 傣) 图2 1膨胀石墨的s e m 图 f i g 2 1s e mp h o t o g r a p h s 2 2 。2 膨胀葛墨的制簧 膨强石鬟是近年来发展超来静掰型碳素材料，其割备方法可分为化举法和电 化学法。阁高锰酸钾和浓硫酸作混合氧化剂，三氯化铁做捕入剂，采用半固相浸 渍法工艺，可制得低硫膨胀石墨，藏最佳工艺条件制得的膨胀石墨比迄今报道的 低酸彩鞭磊羹装穰含羹都凭，霖虽繇凌污染多。本谖题缝疆绥鳞片石羹为瀑辩鞠 备膨胀石爨。 3 2 1 2 硫酸钠 硫酸镳是最基本麓纯工蒙料，来源广，资源巍足，它在自然界的存在形态为两 种无水硫酸钠和十水硫酸钠。 无水硫酸钠又”无水芒硝，白色粉末，英文名称叫s o d i u ms u l f a t e ，它的相 对努予曩：畿瑟子量1 4 2 0 4 ，熔点为8 8 4 ，密寝为2 6 9 8g l 。隶硫羧镝穆为 颗粒或粉状晶体，有苗戚昧；用于制硫化钠、纸浆、玻璃、水玻璃、瓷釉、群青， 1 7 并用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。工业上是幽食赫与硫酸制造盐酸时的副产 鑫。天然矿臻有芒磷。在空气中迅速风傀，悉变为无承甥的爨色粉末。 硫酸钠承食盐的熔点3 2 4 ，溶解潜热2 5 0 8 j g ，密液为1 4 6 4 9 i ，无水 n a ：s o ；常瀣下以无色的单斜和斜方两种晶体或囱色非结晶粉状物存在，能溶于水 及有机溶剂，熔点i l5 7 k 。无水n a ：s o 。与水作用生成结晶水含物。n m s o , + 1 0 h 。o = n a 。s o ；1 0 h ：o ，无承硫羧镳又名元鞠耪，广泛鬻予生产骧伲镳、东玻璃粒释青等 还可用于制造玻璃、造纸、洗涤剂、肥皂、染料、合成纤维、制革、医药和陶瓷 等行业，是一种重要的化工原料。 3 。2 。 。3 辘健硫酸钠 硫代硫酸钠又叫大苏打，海波；本文中讨论的硫代硫酸钠是五水和硫代硫酸 钠，英文名s o d i t l mh y p o s u l f i t e ，橱对分子量或器子量2 4 8 1 8 ，密度l ，7 2 9g i ( 1 l ) ，熔点4 0 4 5 彩色透裙蠡岛肇籍晶体。溶与瘩帮裣节游，难溶予乙醇。寿 还原作用。闱作照相定影剂、去氯荆和分析试剂，并用于革鞣皮革，由矿石中提 取银等。有抗过敏作用，临床用于皮肤搔痒症、慢性荨麻疹、药疹、氰化物剂砷 裁中毒等。l 垂亚硫酸镳与酸共煮蓐，经过滤、蒸发、结晶纛剿褥。在3 3 以上缒 干燥空气中风纯，在4 8 分勰，灼烧剥分解为硫化钠和硫酸铺。无永物的密度为 l ，6 6 7 。水溶液呈弱碱性反应。遇强酸分解并析出硫和二氧化硫。 3 。2 。 ，4 磷酸氢二镳 磷酸氯二钠，英文名s o d i u mh y d r o g e np h o s p h a t e ：相对分子量或原子量 3 5 8 1 4 ，密度为1 5 2 9 1 ，熔点为3 4 6 c ，折射率1 4 3 2 ( 2 0 ) ，无色透明单斜晶 系棱髟晶体。溶于隶，不溶于乙醇。矮终织物、本零葶囊纸张黪防灾裁，秧蓊，溽 药，并用予电镀等。可在食品工业中用作品质改嶷剂，作青蒜素、链霉豢的培养 基、生产焙粉以及用作饲料添加剂。由碳酸钠和磷酸作用而制得。在空气中迅速 风化，在lo o 失去结热水两成无水物。在2 5 0 分解成焦磷酸钠。在意于3 0 麓瀑凄下图求溶滚中绩赫为含毛个终晶承静承合物。生产攀绽有j e 京化工厂；讫 工部上海化工研究院一厂；江苏连云港市红旗化工厂等。 3 。2 。1 5 氯化钙 氯化铸，英文名c a l c i u mc h l o r i d e ，相对分予量或原予藏为2 1 9 0 8 ，密度为 1 6 8 9 i ，熔点为2 9 9 2 c ，无色六角晶体，有酱戚味和潮解性。易溶于水而放出 大量的热；也溶于乙醇髑丙酮。用 乍脱水剂、食龉保存剂、路嚣整洁裁、上浆荆、 净东裁、麓冻液等。胃翻碳酸钙与簸酸 售弱结菇蕊镧撂，瞧燕氨碱法缝碱生产和 氯酸钾生产的副产物，加热时失去四分子结晶水而成二水物，再热至2 0 0 则全 l s 釜三耋墓鑫磬窑董釜篁釜釜翟釜鲞主玺 部失去结晶水而成吸湿性强的无水物，它的白色立方晶体，相对密度2 1 5 ( 2 5 ) ，熔点? ? 2 ，溺点大于1 6 0 0 。 3 2 1 6 变色硅胶 酱邋醚胶为透明或乳白色颗粒，变色硅胶为暗红色，吸收一定水份蕊变无色， 主要爱于气体干澡、气体疆浚、液体疆求、色滋分聿厅等，识蠲俸疆德裁。由承玻 璃与硫酸或赫酸经胶凝、洗涤、干燥、熔烘而得。一般商晶约含水分3 7 ，吸 湿量能达4 0 左右。贮藏时要密封。 3 ，2 。2 实验仪器 ( 1 ) 电子加热炉 ( 2 ) s t a 4 4 9 ct g 分孝斤仪 ( 3 ) l e o l 5 3 0 v p 鍪据捺电镜 ( 4 ) m p l l 0 0 b 电子天平 ( 5 ) h s 0 4 5 6 0 电热恒漱水浴锅 ( 6 ) 囊空于嫌器 ( 7 ) 导热系数测试仪 3 2 3 实验操作步骤 ) 矗了澎鼗石墨鹣黪张： 先将可膨胀石墨粉于6 0 。c 粪空烘箱中干燥1 2 h ，然借每次取2 3 9 可膨胀 石墨于不锈钢容器中，将容器置于8 0 0 c 马夫炉中热处理3 0 s ，即可使可膨胀石 鬟发生膨辍。 2 ) 溶液共混法制锯氯化钙复合蓄热材料： ( a ) 称取o 0 8 克膨胀石鼹粉在蒸馏水里浸湿和漂洗膨胀石墨粉； ( b ) 按膨胀磊墨与无枫攮质量比1 5 、1 6 、1 7 、1 8 、1 t 9 的比倒称取氯化钙，将 其港矮在烧杯中； ( c ) 将膨胀石墨倒入装烧杯中搅拌； ( d ) 把烧杯放在一个真空干燥器里去浓缩溶液； e ) 在3 3 3 k 下蒸发浓缨滚滚影袋颗粒在电子热热炉鼍，在5 7 3 kt 鸯彗熬l 小霹 去形成无水氯纯钙。 3 ) 溶液共混法制铸结晶硫酸钠复合蓄热材料： ( a ) 称取o 0 8 克膨胀石鼹粉在蒸馏水墨浸湿和潆洗膨胀石墨粉； 洳) 援彩聪磊墨与无穗簸溪量范1 1 5 、1 t 6 、1 t 7 、1 t 8 、1 t 9 静魄灏称取结繇硫酸钠， 将其溶解在烧杯中； 1 9 ( c ) 将膨胀石墨倒入装烧杯中搅拌； ( d ) 把烧杯放在一个真空干燥器罩去浓缩溶液； ( e ) 在3 3 3 k 下蒸发浓缩溶液形成颗粒在电子加热炉里，在5 7 3 k 下加热1 小时 去形成结晶硫酸钠颗粒。 4 ) 溶液共混法制各磷酸氢二钠复合蓄热材料： ( a ) 称取o 0 8 克膨胀石墨粉在蒸馏水旱浸湿和漂洗膨胀石墨粉； ( b ) 按膨胀石墨与无机盐质量比1 ，5 、1 ，6 、1 7 、1 ，8 、1 ，9 的比例称取磷酸氢二钠， 将其溶解在烧杯中： ( c ) 将膨胀石墨倒入装烧杯中搅拌； ( d ) 把烧杯放在一个真空干燥器里去浓缩溶液； ( e ) 在3 3 3k 下蒸发浓缩溶液形成颗粒在电子加热炉里，在5 7 3 k 下加热1 小时 去形成磷酸氧二钠颗粒。 5 ) 溶液共混法制备硫代硫酸钠复合蓄热材料： ( a ) 称取0 1 克膨胀石墨粉在蒸馏水罩浸湿和漂洗膨胀石墨粉： ( b ) 按膨胀石墨与无机盐质量比1 5 、1 6 、1 7 、1 8 、1 9 的比例称取硫代硫酸钠， 将其溶解在烧杯中； ( c ) 将膨胀石墨倒入装烧杯中搅拌： ( d ) 把烧杯放在一个真空干燥器里去浓缩溶液； ( e ) 在3 3 3k 下蒸发浓缩溶液形成颗粒在电子加热炉里，在5 7 3 k 下加热1 小时 去形成硫代硫酸钠颗粒。 3 3 差热扫描量热分析( d s c ) 通过复合实验分别制备出四种无机盐与膨胀石墨的复合蓄热材料，由于氯化 钙与膨胀石墨的复合物极易吸水，很难用作蓄热材料，图3 - 2 到图3 - 4 分别为磷 酸氢二钠、硫代硫酸钠、硫酸钠复合蓄热材料的d s c 曲线图，可以看出复合材料 的相变潜热值和相变温度。 l 惹嚣y 厂“、l 4 9 4c 、l ”一一。、 ，$ 0 晦t ； ? 。 赫 h 9f i l j l i o l il “1 ； i f 1 i； 群 。 0 叫j o 0 | j | “、一一? j 、jj 、 j i ? k 阳c - i 一磊”磊一一”磊 t e m p e r a l u t ef7 鼬 ( b ) 硫代硫酸钠与膨胀石墨复合物( 硫代硫酸钠质量西分含量8 0 ) 蜜3 3 酸代羲酸镳与藏代磕酸镳澎簸五墨的d s c 曩 f i g 3 - 3d s cc u f v e so fc o m p o s i t i o n ( n a 2 s2 0 j 5 h ：0 p g l 图3 3 ( a ) 为五水合硫代硫酸钠纯物质的d s c 曲线，从中可以着出它有一 艘 粥 螂 个相变峰，相变滴度为4 8 14 ，相变潜热值为1 9 4 0 u g 。 图3 - 3 ( b ) 为硫代硫酸钠( n a 。s 。0 。5 h ：o ) 与膨胀石墨混合物( 硫代硫酸钠 矮爨酉分翕量8 0 链 戆d s c 鼹线，麸中可以看出它骞鼹个楣交蜂，露一个缀明摄t 它的相交温度为2 8 4 9 。c ，桐变潜热值为2 9 9 4 j g 。 为了方便描述，我们把膨胀石墨与十二水磷酸氨_ - 2 钠复合物的样品按表3 m l 编号分类。 表3 一i 棒慧鳃努灸缓表 t a b l e 3 - 1t h ec o n s t i t u t eo fc o m p o s i t i o i l 样晶膨胀石摄与十十二水磷酸 编号二承磷酸氨二氢二镪囊量 镝的质擞隗吾分魄( ) 1 l ：4 8 0 2 1 ：6 8 5 7 1 3 l ：? 8 7 。5 4 l ：8 8 8 8 9 为r 方便描述，把膨胀石墨与硫酸镳笈合魏的群赫按表3 - 2 编号分类。 表3 2 祥赫组分表 t a b l e 3 2t h ec o n s t i t u t eo fc o m p o s i t i o n 撵菇黪联磊墨与蕊酸镳囊量吾 编号结晶硫酸钠分比( ) 的质爨比 l l ：4 8 0 2 l ：5 8 3 。3 3 3 1 ：6 8 5 7 1 4 1 ：7 8 7 s 5 l ：8 8 8 8 9 6 l ：9 9 0 e 盎一0 誊 奠 兰 芏一1 t e 甩p e 雕。糖f 击c ( a ) 磷酸氢二钠( n a ) h p 0 4 1 2 h 2 0 ) t e m i t l c u r e f ， ( b ) 磷酸氢= 钠膨胀石墨簸合物1 号样品 若； 耋 惹 嚣 霎 t e m p e r a t u r e 。c j 、”：3 x “” 、卜 6 0 神 ( o ) 磷酸氢二钠膨胀石爨复合物2 号样品 ，姗p e 堵t w e c ( d ) 磷酸氢二钠膨胀石墨复合物3 号样晶 ( e ) 磷酸氢二铺膨胀石墨霞台物4 号榉黼 溜3 。2 麟羧氯二镳与磷酸氢二钠膨胀石整的d s c 醋 f i g 3 - 2d s cc u r v e so fc o m p o s i t i o n ( n a 2 h p 0 4 1 2 h 2 0 p g ) 霭3 - 2 ，v 。1 8 ， n 6 4 1 邹建龙、沈宁祥、皴京非相容聚合物体系熔融共混过程中分散相孝立径变化 豹颓测。舞努子学臻。2 0 0 2 ( 2 ) ，v 。2 4 2 周爱军、剃长生、胡海平、令炼铁聚丙烯的透明改性他学与生物工程2 0 0 3 ， v 6 4 3 何继辉、谭绍早、玛文石、赵建鬻聚丙烯光桃抗菌粒子复合材料的瞧能研究。 鋈辩王效2 0 0 3 ( 1 1 ) ，v ，3 l ，n 1 1 4 4 马峰、张捷民熔融麸混法制备防静电纳米塑料的试验纺织高校基础科学学报， 2 0 0 3 ，v 1 6 ，n 1 5 。马哓燕、鹿海军、卷光明，粱国夏、颤红抉，熔融共浸法测螽糖聚氯醣弹性 俸缡米复合材辩的磷究西北工妲大学学掇2 0 0 3 ，v 。2 1 ，n 1 4 6 尤飞、李玉臻、杨玲、胡源、陈襁耀阻燃商抗冲聚苯乙烯，有机改性蒙脱土纳 米复合树料阻燃效殿的研究火灾科学2 0 0 4 ，v 。1 3 ，n 。2 4 7 ，豫翌军、禽建长、麓艟臻。三氧纯二铝无掇貘翁秘蚕窝徽裰结稳表 蒌，禳髑大学 学报2 0 0 4 ，v 3 2 ，n 6 4 8 王家祥、王继先、王大祥蜂窝陶瓷涂朦的试验研究安徽农业大学 报2 0 0 5 ，v 3 2 ( 1 ) ：9 1 9 4 4 9 徐玲、徐立红、李熬t i 0 2 纳米粉体的翻备及光催优降群永杨酸的磺究安徽建 筑工业学院学报( 自然科学版) 2 0 0 5 ，v 13 ，n 1 5 0 张敬、李青、曹维良超临界流体干燥法制铸tio2 f e2 03 复合纳米粒子 及党继化性能。复合瓣翻学豢，2 0 0 5 ，n 。| 51 c y a h ，e y u a n ，x zk o n g s y n t h e s i so fs i l i c o n e a c r y l a t ec o p o l y m e rl a t e x e s a n dt h e i rf i l mp r o p e r t i e s p o l y m e ra d vt e c h 1 9 9 6 ；7 ( 2 ) ：9 5 9 7 5 2 张春野、沈湘黔、王涛平景茂襻溶胶一凝胶法制蛋超细载他镁陶瓷纤维耐火 毒芎辩2 0 0 4 ，v 3 8 ( 6 ) ：3 8 9 3 9 2 5 3 刘守华、李启甲、沈健溶胶凝胶法制备生物玻璃陶瓷滁层的发展玻璃与搪 瓷2 0 0 4 ，v 3 2 ，n 6 5 。镶伟、徐傣、戴凌霾。滚黢凝胶法毒l 冬泽簿裂磐锅系德诧蓑，讫学磺究与应 用2 0 0 5 ( 2 ) ，v 1 7 ，n 1 5 5 刘中良、马重芳、孙旋相变潜热随温度变化对固液相变过程的影响太阳能 学报2 0 0 3 ，v 2 4 ，n 。1 5 5 。簸臻、牵志超稳交藩冷糖籽魏逸择与楣交潜热匏溺定。蹬尔滨裔娩大学学 报2 0 0 4 ，v 2 0