膨胀石墨/多壁碳纳米管基共晶盐复合相变材料的制备及热特性

摘要：

单一水合盐作为相变蓄热材料使用时常常由于过冷、相分离、易泄漏以及其相变温度而受到限制,因此迫切需要制备出一种储热密度高、相变温度适宜、热导率大的复合相变材料.本工作采用熔融共混法在NH4Al(SO4)2·12H2O(AASD)中掺入不同质量分数的MgSO4·7H2O(MSH),成功制备了 AASD-MSH共晶盐相变材料,其质量比为55:45,相变温度为76.4 ℃,相变潜热为189.4 J/g.共晶盐的X射线衍射图谱和傅里叶红外光谱表明其为物理混合.引入质量分数1％成核剂CaCl2·2H2O及1％增稠剂可溶性淀粉降低共晶盐过冷度,过冷度从34.9 ℃降低至28.0 ℃.引入改性膨胀石墨(MEG)与多壁碳纳米管(MWCNTs)制备复合相变材料,改善共晶盐易泄漏及热导率低等问题,当MWCNTs质量分数为0.5％时,复合相变材料的热导率高达8.185 W/(m·K),为共晶盐的19.98倍,其中共晶盐占比为75.6％,相变温度为74.3 ℃,相变焓值为133.5 J/g,过冷度进一步降低至22.2 ℃.热重实验表明与MEG-MWCNTs的复合增加了共晶盐的热稳定性,且经过100次冷热循环后复合相变材料的相变焓值基本不变,具有良好的循环稳定性.本工作制备得到的AASD-MSH/MEG-MWCNTs复合相变材料是一种相变温度适合、相变焓值较高、热导率较大的相变材料,且具有良好的热循环稳定性,应用潜力极大.

关键词：共晶水合盐、复合相变材料、改性膨胀石墨、多壁碳纳米管

所属期刊栏目：12

分类号：TK124(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河南省科技攻关项目;河南省中原科技创新领军人才项目

在线出版日期：2023-09-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2435-2443