無機水合鹽相變材料Na2SO4_10H2O的研究進展

1、無機水合鹽相變材料Na2SO4 10H2O的研究進展無機水合鹽相變材料Na2SO4?10H2O的研究進展/黃金等？63?無機水合鹽相變材料Na2SO4?10H20的研究進展黃金 .柯秀芳(廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院,廣州510090)摘要介紹3"Na2SO?10H20作相變材料的儲能特性，綜述了針5-Na2SO4?10H203冷和相分離現(xiàn)象的解決方法 以 及 Na2s04?10H20 某 些 共 晶 鹽 的 研 究 ,同 時 簡 要 概 括 了 各 因 素 對Na2SO4?10H20結(jié)晶速度的影響，展望了 Na2SO4?10H20未來的發(fā)展方向.Na2SO?10H20作為相變材料的研

2、究主要集中在成核劑和增稠劑的選擇，Na2SO?10H20的無機共晶鹽表現(xiàn)出較好的儲熱性能,可以嘗試研究在微,納米級多孔限域作用下的無機水合鹽及其共晶鹽的儲熱性能.關(guān)鍵詞相變材料十水硫酸鈉共晶鹽過冷相分離ResearchandDevelopmentofNazSO4?10H20asPhaseChangeMaterialsHUANGJin,KEXiufang(CollegeofMaterialandEnergy,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510090)AbstractThecharacteristicsofNa2SO4'10H20ast

3、hephasechangematerialareintroduced.Thewaystosolvethesupercoolingandphaseseparationandsomeeutecticsaltsarereviewed.Theeffectsofdiferen tfactorsonthevelocityofcrystallizationarealsosummarized.Thedevelopmentdirectionoftheinorganicphasechang ematerialNa2SO410H20inthe futureispointed.Inconclusion,thestud

4、yonNa2SO4'10H20asphasechangematerialsisfocu sedontheselectionofnucleat-ingagentsandthickeningagentsandtheinorganiceutecticsaltsofNa2SO4'10H20arewonde rfulmaterialsforheatstorage.ThestudyonheatstoragepropertyofNa2SO4'10H20anditsinorganicsalthydratesandeutecticsa ltsundermicron-nanoscalepo

5、rouslimitingfieldscanbeattempted.Keywordsphasechangematerials,sodiumsulfatedecahydrate,eutecticsalt,supercooling,p haseseparation0 前言利用相變材料（Phasechangematerial就相變潛熱進行能量（熱能和冷能）的貯存和應(yīng)用是近年來引起應(yīng)用化學(xué)家和能源環(huán)境學(xué)家廣泛重視的研究課題.相變材料主要包括無機類（結(jié)晶水合鹽,熔融鹽等）,有機類（石蠟類,酯酸類等 ）以及復(fù)合類等.Na2SO?10H20是一種典型的無機水合鹽相變儲能材料,俗稱芒硝,白色或無色透明晶體,單斜

6、晶系,呈芒狀或顆粒狀小晶體的集合體,或呈硬殼狀和微密鹽塊狀，密度1.41.5g/cm3硬度莫氏標度1.52.0級，具有玻璃光澤,熔點32.4,易風(fēng)化,味苦咸,溶于水,不溶于乙醇.Na2SO.?10H20屬于低溫儲熱材料，有較高的潛熱（254kJ/kg）和良好的導(dǎo)熱性能,化學(xué)穩(wěn)定性好,無毒,價格低廉,是許多化工產(chǎn)品的副產(chǎn)品,來源廣,因合適的相變溫度,能用于貯存太陽能，各種工業(yè)和生活廢熱，與其它無機鹽（如NaC1）形成的低共熔鹽的相變溫度可控制在2030范圍內(nèi).這一溫度范圍是人們生活和儀器,儀表正常工作的最佳溫度區(qū)間.因此Na2SO.?10H20以其優(yōu)越的性能，成為很具吸引力的潛熱儲熱材料.1Na

7、zSO4.10H20的過冷和相分離現(xiàn)象作為相變材料,大多數(shù)水合鹽都有過冷和相分離現(xiàn)象.經(jīng)過加熱一冷卻循環(huán)后無機水合鹽的過冷及相分離現(xiàn)象,一直以來都是水合鹽類潛熱式儲熱技術(shù)需要解決的最主要的難題.所謂過冷,即液相的水溶液溫度降低到其凝固點以下仍不發(fā)生凝固,這樣就使釋熱溫度發(fā)生變動.在其儲熱后由結(jié)晶態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時,因過冷不結(jié)晶就不能釋放出所儲存的潛熱 ,而且由于過冷,液體隨溫度降低粘度不斷增加,阻礙了分子進行定向排列運動,從而使其在過冷程度很大時形成非晶態(tài)物質(zhì),相應(yīng)減小相變潛熱.所謂相分離,即指結(jié)晶水合鹽在使用過程中的析出現(xiàn)象.其成因和現(xiàn)象可簡述如下:當(dāng) (AB?mH20)型無機鹽水合物受熱時，通常

8、會轉(zhuǎn)變成含有較少摩爾水的另一類型AB?pH20 的無機水合鹽,而 AB?pH20 會部分或全部溶解于剩余的(m 叩 )摩爾水中 .加熱過程中,一些鹽水混合物逐漸地變成無水鹽,并可全部或部分溶解于水(結(jié)晶水 ).若鹽的溶解度很高,則可以全部溶解,但如果鹽的溶解度不高,即使加熱到熔點以上,有些鹽仍處在非溶解狀態(tài),此時殘留的固態(tài)鹽因密度大沉到容器底部而出現(xiàn)固液相分離.同樣,Na2SO.?101-120存在過冷和相分離現(xiàn)象.Na2SO.?10H20的熔點為32.4C ,但其過冷度達十幾攝氏度,從熱力學(xué)的角度來說,過冷是液相變?yōu)楣滔嗟耐苿恿?而過冷現(xiàn)象對于相變儲熱非常不利盯.s.Na2SO.?10H20

9、的相變儲熱循環(huán)過程可表示為:?廣東省科技攻關(guān)項目(2006B13201001)校博士啟動基金項目(053032)黃 金 : 男 ,1975 年 生 , 博 士 , 研 究 方 向 為 相 交 儲 能 材 料 及 儲 能 技 術(shù)Te1-mail:huangjiner126.eom?64?材料導(dǎo)報2008 年 3 月第 22 卷第 3 期Na2SO4?10H20Ti324'Na2SO4(S)+fi 和溶液將NaSO"?10HO升溫到其轉(zhuǎn)熔溫度(32.4C)時,發(fā)生不致熔化,即 63%的無水硫酸鈉溶解在結(jié)晶水中,成為濃度為 33.2%的飽和溶液,另外37

10、%的無水硫酸鈉不能溶解.由于該溶液與無水硫酸鈉的密度（分別為1350kg/m 和2680kg/m）相差較大，在重力作用下，無水硫酸鈉會沉降到容器底部，出現(xiàn)同液分層現(xiàn)象j.因此要使Na:SO?10HO在儲熱中得到應(yīng)用,必須采取措施解決其過冷和相分離現(xiàn)象.到目前為止，解決NaS04?10HO過冷的主要方法是添加成核劑法和冷指法.成核劑可作為結(jié)晶生成中心的微粒,使在凝固點時順利結(jié)晶,減少或避免過冷的發(fā)生.成核劑的尋找很困難,一般來說是選擇與該種水合鹽具有相同晶型,相似原子排列,兩者的晶格參數(shù)相差在15%以內(nèi)的物質(zhì)作成核劑，或通過試驗來選擇.可作NaSO?10HO成核劑的物質(zhì)有 Na2BO7?10H2

11、0硼砂）,Li2B4o7?10H2O 和（NH4）2B40?10HO 等 （見下面詳細分析）.冷指法即相變過程中保留部分固態(tài)Na2SO4?10H20以這部分未融化的Na2SO?IOH20作為成 核劑 .為了防止在熔化時固液相的分層（包括成核劑由于密度的差異沉在容器底部而不能有效地起成核作用）,需要加入一定量的增稠劑或懸浮劑（有時一起加）.增稠劑的作用是提高溶液的粘度從而阻止水合鹽聚集,但并不妨礙相變過程;懸浮劑是將析出的無水NaSO和成核劑均勻地分散在體系中 ,使它們與溶液充分接觸.常用的增稠劑是活性白土,PCA（聚羧酸）,YDS 一 1（一種水溶性的線性高分子,并可交聯(lián)形成水凝膠）,CMC（

12、竣甲基纖維素）等.常用的懸浮劑有木屑和 白碳黑等.有時，為了控制無水Na:SO和Na:SO?10H:O的晶 體粒度，使晶體細小，均勻，可增加一定量的AACP（丙烯酰 胺/丙烯酸共聚物）或SHMP（六角偏磷酸鈉（NaPO）作 為晶體結(jié)構(gòu)改變劑.2NazSO4?10H2O的國外研究情況國外對結(jié)晶水合鹽的研究在20 世紀 70 年代就已經(jīng)開始,80年代研究已經(jīng)達到高峰.Telkes在核化的經(jīng)典研究中測試了 NaSO.?10HO的幾種同構(gòu)成核劑品格參數(shù)(見表 1).研究結(jié)果指出，與Na:SO?10HO品格參數(shù)非常接近的同 構(gòu)鹽因太易溶，故不能作為成核劑.PbWO”無效，它的品格 參數(shù)與附著鹽的偏差大于

13、15%,硼砂(Na2B4O?10H0)與 Na2s0?10H20的適應(yīng)性良好，溶解也有限，事實證明是一種 很好的成核劑.表1NaSO?10H20的幾種同構(gòu)成核劑晶格參數(shù)Table1Crystallatticedataforisomorphicnucleatingagents ofNa2SO4?1OH2OBiswasE研究表明：在Na2SO4?10H20中力口入3%(質(zhì)量分數(shù))的硼砂后,經(jīng)幾次熔化一凍結(jié)循環(huán)后的儲熱量就降為原先的25%,但若在加入硼砂的Na:S04?10HO中再加入適量 的增稠劑活性白土(Attapulgiteclay),則在經(jīng)歷了許多次加 熱冷卻循環(huán)后,儲熱容量仍能保持原先值的

14、50%.19801983年MarksI 發(fā)表的論文指出，通過控制 Na:SO和NaSO?10HO在稠化十水硫酸鈉相變混合物中 的晶體粒度,能使貯熱容量顯著提高.其具體方法是:加入1%像丙烯酰胺/丙烯酸共聚物(AACP)和六角偏磷酸鈉 (SHMP,(NaPO)之類的晶體結(jié)構(gòu)改變劑；使用聚竣酸 (PCA)增稠劑.在多達1600次凍熔循環(huán)中已獲得理想蓄熱 量理論值的67%82,且蓄熱容量高于197kJ/,有效 地克服了導(dǎo)致蓄熱介質(zhì)失效的因素,抑制了混合物的沉淀分離 ,防止了大晶粒的生成,增大了稠化劑的強度,保證了可逆反應(yīng),同時正確地解釋了蓄熱循環(huán)中熱能存儲損耗的原因,大大增加了這種相變材料中極小 N

15、a:SO晶粒的晶核表面 積 ,從而增強了溶解性.增稠劑的作用是將相變體系分散成系列完全小的體積，這種分散體系的臨界值為1502001xm.這樣,在完成結(jié)晶時，就為Na:s04和剩余溶液的重結(jié)晶提供了空間和途徑,使十水化合物足以在結(jié)晶循環(huán)期間充分結(jié)晶.HerrickI"的研究表明，如果將Na:SO4?10H20置入以緩慢速度旋轉(zhuǎn)的圓筒內(nèi),則在沒有負荷的情況下,當(dāng)經(jīng)歷了 200 次周期性溶解一凍結(jié)循環(huán)后,其相變潛熱和性能幾乎未減小和降低;在有負荷 (313W/m 的熱流密度從圓筒外壁取走熱量)的情況下,相變潛熱可達理論值的67%,過冷度小于1.5C .Hemck-認為，轉(zhuǎn)動著的圓筒具有球

16、磨機的作用 ,雖然轉(zhuǎn)速很慢(3r/min), 在不經(jīng)歷熔解一凍結(jié)循環(huán)時,明顯地減小了顆粒的尺寸;而熔解一凍結(jié)循環(huán)過程中,十水硫酸鈉的顆粒尺寸增大,正是這兩個對顆粒尺寸起相反作用的效果才使得十水硫酸鈉在經(jīng)歷長期加熱一冷卻循環(huán)后仍保持良好的性能.HerrickE繼續(xù)指出，當(dāng)存放相變儲熱材料的圓筒以 5r/min 的速度旋轉(zhuǎn)和采用不同質(zhì)量百分比混合時,都能得到較好的結(jié)果.Herrick 所用的混合物質(zhì)量百分比見表2.具體做法是,按預(yù)定的質(zhì)量百分比將硫酸鈉與農(nóng)用硼砂混合后，將混合物研磨成粉末狀，再按比例加水.Shurcli”人為，轉(zhuǎn)動著的圓筒除具有球磨機的作用外,還將使十水硫酸鈉在凍結(jié)過程中的重力效應(yīng)

17、減到最小,而粉狀化了的干硼砂也可將相變材料的過冷效應(yīng)降到最低.表 2 混合物質(zhì)量百分比13Table2Percentofweightforcompounds在應(yīng)用方面,法國ELF Union 公司采用Na2s()4?10H20作相變材料制成儲熱裝置，每1.7t相變材料可供100m:房間的取暖之用.日本人在玻璃窗內(nèi)側(cè)設(shè)置了集熱,蓄熱,放熱屏障墻,其具體做法是:將許多芒硝裝進玻璃管內(nèi),然后水平放無機水合鹽相變材料Na2SO4?10H2O的研究進展/黃金等？65?在木框中,并使之固定在玻璃窗的內(nèi)側(cè),白天有日照時芒硝熔化,而傍晚因絕熱板放在屏障墻與玻璃之問,故屏障墻向室內(nèi)放熱.另外,Marliacy

18、進行了十水硫酸鈉結(jié)晶過程的熱動力學(xué)分析.國外對Na2s0?10HO的研究還有一些綜述性文獻報道 .3NazSO4?10H2O在國內(nèi)的研究國內(nèi)從20世紀80 年代開始相繼展開了Na2S04?10HO作為相變儲熱材料的研究.閻立誠的研究表明,沒有加成核齊I的Na2SO4?10H2O其過冷度約為10C;在Na2SO4?10H2O中加入3%左右的硼砂（Na2B40,?10H0）作成核齊1J ,能起至IJ較好的成核作用,使過冷度降低到2左右,配以一種叫YDS 一 1 型的材料作增稠劑（該材料是水溶性的線性高分子,并可交聯(lián)形成水凝膠）進行凍熔循環(huán)實驗,500次循環(huán)后相變潛熱衰減率為6.5%,1000次循環(huán)

19、后相變潛熱衰減率已達25.3%.丁益民7JX水合鹽用作相變儲熱材料的成核原理進行了研究 .研究結(jié)果表明:當(dāng)成核劑與水合鹽的晶格參數(shù)相差在 15%以內(nèi)時,能很好地起到成核作用.以 Na2SO?10HO為研究對象，在其中加入不同含量（16%）的硼砂（Na2B40,?10H0刖4%的PbWO作成核劑進行了過冷度的對比試驗，研究結(jié)果表明：4%的Pbw04作成核劑時效果不佳 ,過冷度高達13.硼砂作成核劑的效果要好得多,但硼砂含量過高和過低都不利于過冷度的控制,含量為3%時 ,成核效果最好，40次循環(huán)后，Na2SO?10HO的過冷度都在2.4以下.馬江生對Na2SO?10HO作為相變材料進行了相變脫水差

20、熱分析,測得的熱譜圖上顯示出4個吸熱峰,研究結(jié)果認為:第一吸熱峰失重相當(dāng)1.9個結(jié)晶水,第二吸熱峰失重相當(dāng) 3.1 個結(jié)晶水,第三吸熱峰失重相當(dāng)5.1 個結(jié)晶水,第四吸熱峰失重相當(dāng)10 個結(jié)晶水.加入不同的添加劑,對Na2s04?10HO在4042C的恒溫下進行13h的連續(xù)測試,以觀察相變材料的儲熱能力.研究結(jié)果顯示,適量添加劑的NaS04?10HO相變儲熱材料在上述溫度范圍內(nèi)可工作 10h 以上,而本身溫度變化不大，基本上維持在3235C之間， 表現(xiàn)出較高的儲熱能力.該文獻還報道了 NaSO?10HO的 一些熱物理性質(zhì)：固相真比熱.為2.72kJ/(kg?C),周相導(dǎo) 熱系數(shù)A.為0.50W

21、/(m?C),液相導(dǎo)熱系數(shù)Af為0.73W/ (m?C),固相導(dǎo)溫系數(shù).為1.28x10m2/s液相導(dǎo)溫系數(shù) 為 1.77x104ms.焦小浣啪采用DSC法測試了 Na2SO?10HO的熔化熱與保溫時間的關(guān)系,研究結(jié)果表明:熔化熱值開始隨保溫時間延長而增大較快,隨后增長幅度變小并趨平坦,此時結(jié)品過程趨于完全，所測的熔化熱可彳為標準熔化熱；不同 組分的樣品(非多元共熔體),其標準熔化熱也不同,其值與NaSO?10HO的百分含量成正比.皮啟鐸121討論了差動熱分析(DSC)在低溫下測定十水硫酸鈉熔化熱的特點及局限性,對多次熔凍循環(huán)相變材料的最佳測定方法進行了研究,并對測定誤差作了分析.研究結(jié)果表明

22、:同一體系的水合鹽,在不同深度處單位體積或單位質(zhì)量的熔化熱不同,不同體系的蓄熱材料在其他條件相同時容器裝料高度不同,則單位體積或單位質(zhì)量熔化熱不同,蓄熱材料的熱容含量及衰減狀況不僅與熔凍次數(shù)有關(guān),而且與熔化和冷凍深度及持續(xù)時間有關(guān).馮海燕通過差熱/熱重聯(lián)機(DTA/TGA) 和差示掃描量熱法(DSC)測定Na2SO?10HO的失水過程，對水合鹽脫 水過程幾種可能的類型進行了探討.研究表明,低溫(100以下)水合鹽脫水有兩種類型:一種直接失去氣態(tài)水,另一種先脫去液態(tài)水再進一步變?yōu)闅鈶B(tài)水,并從熱力學(xué)上理論分析了兩類脫水過程的原因.4NazSO?10H2o的一些低共熔混合物的性能研究所謂低共熔混合物

23、即共晶鹽相變材料EPCM（EutecticPhasechangematerials是指2種或2種以上物質(zhì)組成的具有最低熔點的混合物.低共熔混合物具有與純凈物一樣的明顯的熔點,在可逆的固一液相變中始終保持相同的組分.相變儲能材料應(yīng)用中,低共熔混合物是比較理想的相變材料.胡起柱（九）采用步冷曲線法對三元體系 Na2SO NaNO, 一H0 中的Na2SO?10HO NaNO 多溫截面進行了研究,作出了該截面的相圖.該截面在74.1,24_3和13.0*C 分別有一個四相轉(zhuǎn)熔反應(yīng).閻立誠考慮在Na2SO?10HO中加入能與其形成共熔混合物雜質(zhì)NaC1制備了一系列NaC1含量不 同的儲熱材料樣品,并測

24、定了它們的相轉(zhuǎn)變點和儲熱能力.結(jié)果表明:隨 NaC1 質(zhì)量百分比的不斷增大,材料的相轉(zhuǎn)變點不斷降低,儲熱能力也相應(yīng)降低,但是在NaCI 含量為 13%左右時,出現(xiàn)例外,其儲熱量驟然增大.作者對此現(xiàn)象的解釋是,在該比例時，NaC1與Na2SO?10H2O形成了一個穩(wěn)定的共 熔體.孫鑫泉在Na2SO?10HO中加入一定比例的NaC1,硼砂（成核劑）,CMC（增稠劑）,木屑或白碳黑（懸浮劑）,HMP鹽 （晶習(xí)改變劑）和水等,形成低共熔混合體系,采用正交設(shè)計試驗法,通過測定多次循環(huán)后的熔點,熔解熱等指標,尋找最佳配比.研究結(jié)果表明,該體系的最佳組成為4%硼砂+7%木屑（或白碳黑）+2%CMC+0.2%

25、m 以及一定量的NaC1.主要研究結(jié)果見表3.裹3Na2SO.?IOHO-NaC!共晶體系測試結(jié)果Table3TestresultsforNa2SOd?10H20-NaC1eucficsystem /' 砌C 條件共晶體系熔點.熔解熱 /(J/g)焦小浣.加'在Na2SO4?IOHO中加入不同比例的NaC1和硼砂 (成核劑),進行了熔化熱隨時間變化的研究,結(jié)果表明二?66?材料導(dǎo)報2008 年 3 月第 22 卷第 3 期元共熔體的初始熔化熱(保溫時間等于或接近于零的熔化熱 )只達各自的50%左右,NaC1 的添加使初始熔化熱降低較大.謝全安124采用微量量熱法，利用Calve

26、r低溫微量量熱計對Na:SO?10H:O與NH4C1共晶相變蓄冷材料進行了熱化學(xué)研究的工作.在不同實驗條件下,測定出共晶鹽相變材料的相變熱為118.19J/g,固體平均比熱容為5.56J/(g?C)，液體平均比熱容為14.38J/(g?C).測試結(jié)果還表明，隨著懸浮劑 的加入，材料的相變熱增大；所測得白升溫DSC曲線的相變熱略高于降溫過程的相變熱,筆者還測得了材料在4.5,55c ,6.5 C和75c下的等溫DSC數(shù)據(jù).以Avrami方程作數(shù)據(jù)處理的結(jié)果表明,該方程可以較好地描述該體系的結(jié)晶過程.溫度的降低,成核劑的適量加入,都將導(dǎo)致Avrami 方程速率常數(shù)逐漸增大.數(shù)據(jù)處理解得過程的活化能

27、為953.6kJ/mol.數(shù)值為2.322.43的Avrami方程時間指數(shù)表明該體系的結(jié)晶過程應(yīng)為三維依熱成核機理,顯微照相的圖像結(jié)果亦證實了這一結(jié)論.該研究表明了以微量量熱法進行新型相變蓄冷材料的研究與開發(fā)的有效性.徐玲玲研究了 Na2SO?10H20體系,Na2HPO4?12H20體系及其復(fù)合體系的相變特性,測定了升溫曲線和降溫曲線 ,并初步探討了解決體系中分層和過冷現(xiàn)象的措施.研究結(jié)果表明，Na:SO?10H:O體系的相變溫度為33c左右，由于它是一個不一致溶化化合物,易產(chǎn)生分層現(xiàn)象,采用的增稠劑 CMC 可以顯著改善分層現(xiàn)象.該體系有輕微的過冷現(xiàn)象存在.Na2HPO?12H20體系的相

28、變溫度約為35C,冷卻過程中沒有分層現(xiàn)象,但過冷現(xiàn)象嚴重.3%硼酸+3%硼砂對改善該體系的過冷度有一定作用,但效果不佳.結(jié)合兩個體系的實驗結(jié)果，嘗試了將Na2SO?10H:O體系與Na2HPO?12H:O 體系進行復(fù)合以期得到新的相變特征,80%Na:SO?10H:O+20%Na:HPO?12H:O復(fù)合體系的相變溫度為 2829.C,重復(fù)實驗結(jié)果表明該體系重復(fù)性好，相變溫度穩(wěn)定，分層和過冷現(xiàn)象基本消除.國內(nèi)外相關(guān)文獻對Na2SO?10H:O的熱物性進行了實驗測試,現(xiàn)綜述于表4.表4NarSO?10HO熱物性Table4ThermophysicalperformancesforNa2SO4?10

29、H2O熔點 /C熔解熱 /(kJ/kg)飽和溶液密度/(kg/m)固體密度/(kg/m)硬度固相真比熱/(kJ/(kg?)固相導(dǎo)熱系數(shù)/(W/(m? )液相導(dǎo)熱系數(shù)/(W/(m? )固相導(dǎo)溫系數(shù)/(x10'rn2/s)液相導(dǎo)溫系數(shù)/(xl0m2/s)32.4c,32.38c” ,33c254E26,28,251.1_29,25127,1931300:.135ff1485E.1458:1.5 2.O52.72E6O.50E.O.5440.73c611.28c611.77c61有關(guān) Na2SO4?101420的 DSC,DTA,TGA,DTGA 經(jīng)典測試圖以及Na:SO?10H:O及其共晶

30、鹽的相圖和多溫截面圖摘 錄如下：圖l為文獻22測試出的Na2SO?10H:O的DTA/TGA/DTGA 曲線,圖 2為文獻22測試出的Na2SO?10H:O 的 DSC 曲線.圖 3 為文獻 23采用步冷曲線法測出的Na2SO?10H20 NaNO多溫截面圖，圖4為文獻10和文 獻25報道的Na:s04 HO體系的二元相圖.圖 1Na,SO,?10H20的 DTA/TGA/DTGA 曲線Fig.1DTA/TGA/DTGAcurvesforNarSO4?10HOg 葛 fCfC圖 2NarSO?101120的 DSC 曲線Fig.2DSCcurvesforNa2SO4?1OH2O70605040

31、3020l0l030507090BNaNOd%圖 3Na,SO4?10It2O NaNO3 多溫截面圖 Fig.3P0lythermalsectionforNa2SO4?1OH20-NaNO3504036鬯.20l000l02030405060x(Na2SO)/%圖4Na2SO4-H20體系的二元相圖Fig.4PhasediagramforNa,SO4-H20system體/M?-lr.-r.- -._-_-r._.L ,L_L無機水合鹽相變材料Na2SO?10HEO的研究進展/黃金等5 結(jié)語將Na2SO?10H20作為相變材料的研究主要集中在成核劑和增稠劑的選擇,且重復(fù)性很多,結(jié)果也有所不一

32、,這可能是由于實驗條件以及所用試劑的規(guī)格不同等各種因素造成的.研究較多的成核劑主要是硼砂,增稠劑相對集中在CMC(竣甲基纖維素).(2)對Na2SO?10H2O無機共晶鹽的研究主要有 Na2SO?l0H20-Na2HPO4?12H2O,Na2SO4?lOH20-NI-hC1,Na2SO4?10H20-NaC1以及Na2SO4?10H20 NaNO3等體系，而且都取得了較好的研究效果,主要表現(xiàn)在過冷現(xiàn)象基本控制,熔化潛熱較大 ,這可能是由于共晶鹽作為相變材料的優(yōu)點所在.對Na2SO?10O有機共晶鹽的研究相對較少.(3)整體研究水平大都還停留在試驗階段,商業(yè)化應(yīng)用不多,其原因還是過冷和相分離現(xiàn)象

33、.因此今后要對水合鹽.現(xiàn)在納米技術(shù)在相變材料的制備上已有應(yīng)用_3l】 ,筆者認為可以嘗試進行在微納米多孔限域作用下的水合鹽成核結(jié)晶研究.參考文獻l朱冬生州霏，劉超，等.相變材料CH,COONa?3H20的 研究進展J.中國材料科技與設(shè)備，2007,(1):302 張寅平, 胡漢平,孔祥冬,等 .相變儲能理論和應(yīng)用M. 合肥 :中國科技大學(xué)出版社,19963 陳云深,陳凱,沈斌君 ,等 .交聯(lián)定形相變儲能材料的研制J.復(fù)合材料,2006,23(3):674 黃金,張仁元,伍彬.復(fù)合相變儲能材料制備工藝對其浸滲率和相對密度的影響J.材料科學(xué)與工程，2006,24(5):6535 蔡作乾,王璉,楊根

34、.陶瓷材料辭典M. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,20026馬江生.相變儲熱材料_Na2sO?10H20的研制J.海湖鹽與化工,1994,23(1):377 丁益民, 閻立誠,薛俊慧.水合鹽儲熱材料的成核作用J.化學(xué)物理，1996,9(1):838SuatCanbazoglu.eta1.Enhancementofsolarthermal energystorageperformanceusingsodiumthiosulfate pentahydrateofaconventionalsolarwater-heatingsystem lJ.EnergyandBuildings,2005,37:235

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36、BMarks.Theeffectofcrystalsizeonthethermal energystoragecapacityofthickenedGlauber'ssaltlJ.SolarEnergy,1983,30(1):45l3HerrickCS.Melt.fi'eeze.cyclelife.testingofGlauber'ssalt inarollingcylinderheatstorelJJ.SolarEnergy,1982,28 (2):9914ShurcliffWA.Commentson"Glauberssaltinrotating cylin

37、der:pressuregaugeshowsamountofstoredheat"lJ SolarEnergy,l984,32(2):3l5 l5 郝新民 .十水硫酸鈉相變潛熱在太陽能蓄熱技術(shù)中的應(yīng)用J.新能源,1990,(1):1316MarliacyP,eta1.Thermodyna micsofcrystallizeationof sodiumsu1fatedecahydrateinH2O-NaC1-Na2SO4: app1icationtoNa2SO4'10H20-based1atentheatstorage materia1s1JJ.Thermochi micaActa,200