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1、第17卷第5期高分子材料科学与工程Vol.17,No.52001年9月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGSept.2001X有机ö无机纳米复合相变储能材料的制备122张羽中,陈中华,张正国(1湖北大学化学与材料学院,湖北武汉430062;2华南理工大学化学工程研究所,广东广州510640)摘要:利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)嵌入到具有层状结构的膨润土层间,使膨润土层间得到改性;通过交换反应,使三羟甲基丙烷和新戊二醇嵌入膨润土层间而制得有机ö无机纳米复合相变储能材料。利用X射线衍射(XRD)和差示
2、扫描量热法(DSC)对制得的有机ö无机纳米复合相变储能材料进行了表征。关键词:有机ö无机纳米复合;相变;储能材料;层状硅酸盐;三羟甲基丙烷;新戊二醇中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:100027555(2001)0520137203目前国内外相变潜热储能技术的实际应用膨润土:化学纯,上海试剂四厂产品,钙钠研究主要包括如下几个方面:(1)将储热器与换型,离子交换容量为93meqö100g,使用前在热器结合起来,利用储热器将相变材料与传热105℃烘干4h;十六烷基三甲基溴化铵:分析流体分开,并通过换热器实现传热流体与相变纯,山东济宁
3、市天宁化学试剂有限公司产品;三[1～3]材料的热交换。(2)将相变材料包裹在胶囊羟甲基丙烷(TMP):化学纯,上海试剂一厂产状结构内,胶囊的材料大多是采用高密度聚乙品;新戊二醇(NPG):工业级,佛山市化工实验烯等有机高分子聚合物,其形状包括颗粒状或厂产品。球状,传热流体就在胶囊状相变材料的堆积床1.2膨润土-十六烷基三甲基溴化铵(Ben-内移动,并与相变材料进行热交换。(3)采用聚tonite-CTAB)嵌入复合物的合成合的方法形成高分子聚合物的复合相变材料。在1500mL的三口烧瓶中,加入100g膨层状硅酸盐通过层间改性后,与有机物或润
4、土和1000mL蒸馏水,搅拌至膨润土分散均高聚物所制得的有机2无机纳米复合材料,因其匀后,加入计量的CTBA,于80℃搅拌24h。离具有独特的优越性能,在许多方面得到广泛的心分离,用80℃蒸馏水洗至洗涤水中用Ag2[4～6]应用。利用层状硅酸盐层间阳离子易被交NO3水溶液检验不含卤离子。自然风干,研碎换的特点,采取一定的方法和手段,使某些固体后在真空烘箱中80℃烘至恒量。相变物质嵌入到层状硅酸盐的层间可制得无腐1.3有机ö无机纳米复合相变储能材料的制备蚀性、可选择的有机相变材料,由于相变温度范在500mL的三口烧瓶中,加入20g改性围广,实
5、用性强,从根本上克服了传统相变材料膨润土(Bentonite2CTAB)和250mL蒸馏水,制备方法的不足。目前,国内外有关这方面的研加热搅拌至完全分散均匀,再将一定量的NPG究工作报道较少。或TMP+NPG加入50℃的蒸馏水中使其完全溶解后倒入上述三口烧瓶中,80℃搅拌481实验部分h。离心分离,用50℃蒸馏水洗涤3次。自然风1.1原料X收稿日期:2001203205;修订日期:2001207209基金项目:国家自然科学基金资助项目(50073006)作者简介:张羽中(1965-),女,讲师.联系人:陈中华.138高分子材料科学与工程20
6、01年干,研碎后在真空烘箱中50℃烘至恒量,即得Fig.1中曲线(a)、(b)、(c)、(d)和(e)分别膨润土2新戊二醇(Bent2NPG)或膨润土2新戊为烘干的膨润土、未烘干的膨润土、Bent2二醇+三羟甲基丙烷(Bent2NPG+TMP)纳米CTAB、Bent2NPG和Bent2NPG+TMP的X射复合相变储能材料。线衍射图谱。比较Fig.1(a)和(b)可看出,膨润1.4分析与测试土在105℃烘4h,(001)晶面的2H值为0.9968XRD:用日本理学DöMAX2ËX型X射线nm,表明膨润土层间的水分基本上被脱离出衍射仪,Cuö石
7、墨靶,波长K=0.15418nm,扫描来;而膨润土未经烘干,其(001)晶面的2H值则速率2°ömin,衍射角范围2°≤2H≤40°,辐射管为1.5250nm,且峰的强度比较大,这一结果说电压30kV,管电流30mA。明膨润土具有极易吸附水分而使层间被扩张的DSC:用美国TAInstruments公司DSC2特征。2910型仪器测定,升温速率为10℃ömin。由Fig.1(c)、(d)和(e)可看出,CTAB嵌入到膨润土的层间后,其(001)晶面的2H值变为2结果与讨论3.3653nm,层间距被扩张了2.3685nm,表明2.1复合材料的广
8、角X衍射分析CTAB已进入膨润土的层间,与层间的阳离子膨润土的主要成分是层状结构的蒙脱土。发生了交换作用,同时膨润土基本上已处于层对硅酸盐层间改性是有机物或聚合物嵌入必要[7]离
