掺有癸酸-棕榈酸相变材料的蓄热砂浆制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人类生活水平的不断提高，建筑能源消费增长迅速。以发展中国家为例，其建筑能源消费增量极为惊人，早就超过发达国家能源总消费量的20%。虽然自然界中蕴藏着丰富的可再生能源，如风能、水能和太阳能等，但目前人类尚不能很好地利用它们。目前主要应用的能源还是化石能源，导致大量的废弃物（废水、废气等）被排放，导致了环境的恶化，对环境产生了破坏。面对这种问题，各国加大对可再生能源的研究，尤其是储能技术的研究，正成为国内外研究的热点，并取得了一定的成就。而在储能材料中相变材料是应用最广泛的，它具有储能密度高、蓄放热过程近似等温、过程易控制等优点。

相变材料pcms(phasechangematerials)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。利用相变材料在相变过程中的吸热和放热，可以进行热能储存和温度调节控制。和一般显热储能相比，相变储能具有储热密度大、储热容器体积小、热效率高、吸热放热温度恒定等优点，它在制冷低温、太阳能利用、建筑节能、热能回收、航空航天等领域都有广泛的应用前景。

目前常用的相变储能材料主要包括无机相变储能材料和有机相变储能材料两大类。典型的无机相变储能材料主要有水合无机盐、无机盐、熔盐和金属合金。水合无机盐可用ab·nh2o通式表示，在相变时会脱水，并转化成含水更少的盐，其相变温度一般低于100℃，适用作低温相变储能材料，主要有碱金属、碱土金属的水合卤化物、氯酸盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐和醋酸盐等，其中，cacl2·6h2o的性价比为最高，应用最广，但不一致熔融是此类相变储能材料的通病，表现为释放的水不足以完全溶解相变过程所形成的盐，易产生密度差、相分离和沉淀等不利应用的负面问题，通常需加入胶凝剂或增稠剂加以解决。成核能力差，使用过程易出现过冷是它们的另一缺点，添加成核剂或保留少量晶体充当成核点是常用的克服方法。此外，它们在使用时一旦泄漏，还容易腐蚀设备与装置。而典型的有机类相变材料按分子量多分为:(1)低分子类，如脂肪烃、脂肪酸、糖醇和酯等，主要发生固液相变；(2)聚合物类，如聚烯烃、聚氨酯,聚多元醇以及它们的共聚物，主要发生固一固相变。固体成形好、腐蚀性小、过冷少且不易发生相分离是有机相变储能材料的优点;但是它们的导热系数小、热稳定性差、可分解燃烧，且在使用过程中易发生泄漏或老化失效，往往需要添加导热剂和封装加以避免。相对于无机相变材料，有机相变材料具有腐蚀性小、化学性能稳定、在相变过程中几乎没有相分离等优点。但有机相变材料导热率低，价格较昂贵，固液相变中出现液体渗漏等问题，制约了有机相变材料的应用。针对此类问题，近年来制备定形相变材料来解决有机相变材料渗漏问题。国外学者利用高密度聚乙烯作为封装材料，石蜡为储能材料，制备了有机复合储能材料，并通过加入石墨提高其导热性能。我国学者以十二醇为相变材料嵌插到蒙脱土的层间而制得一种有机无机复合储能材料，还研究了其相变储能效果，耐久性能以及在建筑节能方面应用的效果，并将该相变材料用于蓄热地板电采暖系统。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

（1）设计癸酸—棕榈酸成分配比，采用直接熔融混合的方法制备稳定的二元共融混合物，测试配方的稳定性，制备满足建筑要求的相变材料，并测量癸酸—棕榈酸熔融混合物的吸附量、热稳定性、热循环性能等物理性能。

（2）制备癸酸—棕榈酸相变蓄热砂浆，测定其力学性能和热性能。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－9周：按照设计方案，制备癸酸-棕榈酸相变材料。

第10－12周：采用现代测试技术对癸酸-棕榈酸相变材料及蓄热砂浆的物相、结构等性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]魏艳玲,徐玲玲,李文浩.储能墙板用癸酸-硬脂酸/膨胀珍珠岩定型复合相变材料的制备与表征[j].南京工业大学学报(自然科学版),2012,34(6):48-53.

[2]pizziol,vazquerp.tungstophosphoricandmolybdophosphoricacidssupportedonzirconiaasesterificationcatalysts[j].catallett,2001,77(4):233-239.

[3]马烽,李艳,程立媛,等.十八烷-棕榈酸/膨胀石墨相变储能材料的制备与性能[j].航空材料学报,2010,30(3):66-69.