還原氧化石墨烯氣凝膠二十烷相變材料的制備及性能_第1頁
還原氧化石墨烯氣凝膠二十烷相變材料的制備及性能_第2頁
還原氧化石墨烯氣凝膠二十烷相變材料的制備及性能_第3頁
還原氧化石墨烯氣凝膠二十烷相變材料的制備及性能_第4頁
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文檔簡介

作為潛在的熱能存儲材料,相變材料可與熱能存儲系統(tǒng)結(jié)合使用,以實現(xiàn)可再生能源的循環(huán),達(dá)到節(jié)約能源的目的。作為相變材料的分支之一,有機(jī)相變材料以其卓越的熱存儲性能吸引了眾多關(guān)注。它們擁有適用溫度范圍廣、無過冷或過冷度低、與材料兼容性好和無反應(yīng)、無腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),可以通過相變過程吸收或釋放熱量,以控制溫度波動,大大提高能源利用效率。更重要的是,經(jīng)過反復(fù)的相變循環(huán)后,其不會遇到相分離和潛熱降低的麻煩。然而,熱導(dǎo)率低和泄露問題限制了其應(yīng)用。本工作制備出具有儲能性能的光熱轉(zhuǎn)換相變材料。使用還原氧化石墨烯氣凝膠多孔骨架吸附二十烷獲得了復(fù)合相變材料。該方法最大的優(yōu)勢是簡單易操作。通過對復(fù)合材料的性能進(jìn)行表征,研究了復(fù)合相變材料的熱導(dǎo)率、儲熱潛力、穩(wěn)定性以及光熱轉(zhuǎn)換效率。摘要:以氧化石墨烯(GO)為原料,采用膠體團(tuán)聚法制備了還原氧化石墨烯氣凝膠,再通過自擴(kuò)散獲得了還原氧化石墨烯氣凝膠/二十烷(r-GOaerogel/eicosane)復(fù)合相變材料,研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。采用熱重分析儀(TGA)和差示掃描量熱儀(DSC)測試了二十烷和復(fù)合材料的熱性能,確認(rèn)了二十烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)與復(fù)合材料焓值的關(guān)系,探討了相變循環(huán)次數(shù)對材料穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,復(fù)合材料的焓值與二十烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比;經(jīng)過50次相變循環(huán)后,二十烷的理論質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的樣品(PCM4)的儲能性能仍然保持穩(wěn)定。熱導(dǎo)性能分析表明,還原氧化石墨烯氣凝膠可以改善二十烷的熱導(dǎo)率。此外,通過太陽光模擬測試計算出復(fù)合材料的光熱轉(zhuǎn)換效率為55%。結(jié)論通過超臨界CO2干燥制備了r-GO氣凝膠,并吸附二十烷獲得了復(fù)合相變材料。(1)通過DSC測試發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料的相變潛熱與二十烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比,相變溫度略高于純二十烷。經(jīng)過50次的循環(huán)性能測試,復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性。(2)作為骨架的r-GO氣凝膠,能較好地吸收太陽光,經(jīng)過太陽光模擬測試,復(fù)合材料的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)55%,為有機(jī)相變材料在太陽房領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一定的理論基礎(chǔ)。(3)r-GO氣凝膠的熱導(dǎo)率較低,這是殘留的含氧基團(tuán)和結(jié)構(gòu)缺陷所

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