硅藻土基调湿调温材料的制备开题报告
2021-03-11 00:21:35
1. 研究目的与意义(文献综述)
由于科技发展越来越先进,人们逐步提高对生活质量的要求,以往的生活已经不能满足他们,现在想要以一种更舒服的的状态生活。根据科学家的研究发现,人们最佳舒适的生活环境是在相对湿度40%-70%[1],最适宜的温度在25℃。现在人们可以通过空调来控制环境,但是比较耗费能源[2]。所以从节能环保方面看,需要可以自觉调湿调温的材料。其中,硅藻土就是一种良好的调温调湿材料。硅藻土是一种硅质岩石,主要分布在中国、美国、丹麦、法国、罗马尼亚等。是一种生物成因的硅质沉淀岩,它主要由古代硅藻的遗骸所组成[3]。其化成分以sio2为主,可用sio2·nh2o表示,矿物成分为蛋白石及其变种,其中还含有少量al2o3、fe2o3、cao、mgo。我国硅藻土储量3.2亿吨,远景储量达20多亿吨,主要集中在华东及东北地区,其中规模较大,储量较多的有吉林(54.8%,其中吉林省临江市探明储量占亚洲第一位。)、浙江、云南、山东、四川等省份,分布虽广,但优质土仅集中于吉林长白山地区[4]。其他矿床大多数为3-4级土,由于杂志含量高,不能直接深加工利用。硅藻土的种类很多,常见的硅藻种类有直链藻、圆筛藻、冠盘藻、小环藻和羽纹硅藻等[5],是一种重要的非金属矿产资源。本课题考虑到硅藻土自身结构的多孔性,具有一定的吸附能力,同时又是一种天然材料,使用起来相对节能环保,能够满足调温调湿性能。
硅藻土具有高的比表面积、优良的吸附能力、耐高温、耐腐蚀的特点,是一种良好的硅酸盐无机类复合储热材料载体。目前,以硅藻土为基体的复合相变储热材料受到国内外学者的关注。硅藻土不溶于氢氟酸之外的强酸,性能稳定,硅藻土凭借其大量有序排列的微孔可以吸附自身质量 3~4倍的物质[6]。硅藻土经高温煅烧后,无定形 sio2会大量的转化为方石英相,仅有少量的由无定形 sio2转变来的石英不发生转化[7]。硅藻土可与相变材料相结合,形成复合储热从材料,国内外学者对其进行了大量的研究。karaman 等[8]研究了聚乙二醇/硅藻土定形相变储热材料。nomura 等[9]利用赤藻糖醇(erythritol)为 pcm,硅藻土为载体,采用真空自发浸渗方法,制备了赤藻糖醇/硅藻土无机盐/陶瓷基复合相变储能材料。sari 等[10,11]用石膏、水泥、硅藻土和珍珠岩等为载体,采用吸附法制备出了含有不同有机物的复合相变材料。
硅藻土的主要成分是二氧化硅,它不同于其它形式的二氧化硅,其特殊性在于硅藻骨架的颗粒形状和多孔结构[12],其比表面积较大,具有一定的吸放湿能力,可用作调湿材料。日本是最早将硅藻土制成调湿材料的国家,如硅藻土和合成树脂制成调湿内墙涂料[13]、硅藻土板材[14]等等。2002年janis公司[15]利用海泡石、硅藻土、沸石和轻质混凝土的一种或几种和无机粘结剂为原料经过成型干燥,制成湿度控制材料。2005年中国建筑材料科学研究院的金宗哲、吕荣超等[16]对海泡石、沸石、硅藻土进行吸放湿性能的基础研究。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容1.材料制备:先用cacl2对硅藻土进行改性,然后用微胶囊法在改性的硅藻土中添入硬脂酸。确定制备工艺及最佳参数。
2.材料表征:对cacl2硬脂酸/硅藻土调温调湿复合材料进行结构表征和热性能测试,通过sem等表征手段对其进行结构分析,并采用ftir红外光谱仪、ta-dsc差示扫描热量仪等测试技术对其热性能进行表征。研究结构与性能的关系。
2.2研究目的
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,了解试验所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。第4-5周:制定研究方案,包括试验方法、分析技术和手段,完成实验准备工作。
第6-8周:完成cacl2/硅藻土复合材料吸放湿性能的实验研究,确定制作工艺及最佳参数。
第9-13周:完成cacl2硬脂酸/硅藻土复合材料储热放热性能的研究,获得制作工艺。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 李治等,影响调试材料调湿性能的主要因素分析,《中国陶瓷工业》,2014,21(1)[2]vu d h, wang k s, bac b h, et al. humidity control materials prepared from diatomite and volcanic ash[j]. construction and building materials, 2013, 38: 1066-1072.
[2]aksakala e l, anginb i, oztas t. effects of diatomite on soil physical properties [j]. catena, 2012, 88(1): 1-5.
[3]zhang tao,liu xiao-hua jiang yi. development of temperature and humidity independent control(thic) air-conditioning systems in china-a review. renewable and sustainable energy reviews, 2014, 29: 793–803.
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