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十六醇/月桂酸/酸化碳纳米管储热材料制备与储热性能研究开题报告

 2021-03-11 00:21:26  

1. 研究目的与意义(文献综述)

  随着人类社会经济的不断发展及能源的大量消耗,节能环保已成为全球关注的话题,新能源的开发利用以及提高能源利用率已经成为各国研究开发的重点[1,2]。利用储热材料实现能量供应与需求平衡,能有效提高能源利用率,达到节能环保的目的,在能源、航天、建筑、化工、农业等诸多领域具有广阔的应用前景,已成为世界范围内研究的热点。

  相变材料(phase change material , pcm)是一类可随温度变化而发生相态转变并在转变过程中吸收或释放大量潜热的材料,此特性可被用于储存热量或冷量以及控制温度。相变材料具有储热密度高、储热和释放的温度恒定、体积小巧和控制方便等优点[3-5],因而在太阳能利用、废热回收和智能建筑等领域有广泛的应用前景[6-8]。相变材料包括无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。无机相变材料因常具有腐蚀性、易过冷和相分离的缺点而使其较难应用与实际生产中。有机相变材料主要指石蜡类、高级脂肪酸类、聚烯烃以及醇类等,有机相变材料具有固体成型性好、不易发生相分离及过冷、腐蚀性较小、性能稳定和价格便宜等优点而具有较好的应用前景。然而有机相变材料导热系数小,单位体积储热能力差,这大大限制了以有机相变材料为介质的储能系统储/放热效率的提升[9,10]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

  材料制备:采用混酸氧化法对碳纳米管进行化学处理,再用超声分散法对酸化的碳纳米管进行分散,制备十六醇/月桂酸/酸化碳纳米管储热材料。

  材料表征:对十六醇/月桂酸/酸化碳纳米管相变储热材料的微观形貌、化学结构和热物性能进行表征。通过xrd、ir、sem等表征手段对其结构和形貌进行分析,并使用dsc等表征手段对热物性能进行分析。

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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4-7周:按照设计方案,制备相变复合材料。

  第8-11周:对复合材料的热物性能进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张贺磊,方贤德,赵颖杰.相变储热材料及技术的研究进展[j].材料导报,2014,第28卷(第13期): 26-32

[2]张鸿,武晓华,王晓磊,王倩倩.月桂酸/十六醇/二氧化硅复合相变材料的结构与性能[j].材料科学与工程学报,2010,第28卷(第5期): 672-675

[3] yuan y, zhang n, tao w, et al. fatty acids as phase change materials: a review[j]. renewable amp; sustainable energy reviews, 2014, 29(7):482-498.

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