一種新型復(fù)合相變蓄熱材料的制備與表征

一種新型復(fù)合相變蓄熱材料的制備與表征一種新型復(fù)合相變蓄熱材料的制備與表征

近年來，隨著建筑節(jié)能需求的不斷提高，相變材料（PCM）被廣泛應(yīng)用于建筑能源管理中，尤其是在夏季空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方面。相變材料是一種能夠在一定溫度范圍內(nèi)吸收或釋放大量熱量的物質(zhì)，其熱容和潛熱使其成為一種理想的蓄熱材料。

然而，相變材料在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些問題，例如相變溫度窄、熱導(dǎo)率低等。為了克服這些問題，研究人員一直致力于針對(duì)相變材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)更高效的熱儲(chǔ)存和釋放。

本文介紹一種新型復(fù)合相變蓄熱材料的制備與表征。該材料的制備采用了多步水熱合成法，并通過X射線衍射、熱重分析、掃描電子顯微鏡等技術(shù)手段對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。

一、材料制備

該復(fù)合相變蓄熱材料的制備步驟如下：

1.在一定質(zhì)量比下配制銅離子的水溶液和乙二醇（EG）混合物；

2.加入硼酸和尿素，混合均勻后，將混合液轉(zhuǎn)移到一個(gè)Teflon鍋中；

3.在磁力攪拌器下，將該Teflon鍋裝入一個(gè)壓力水熱反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)；

4.將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、離心、干燥等處理后得到樣品。

二、材料表征

1.X射線衍射

通過X射線衍射（XRD）技術(shù)對(duì)制備的復(fù)合相變蓄熱材料進(jìn)行表征，其XRD圖譜如圖1所示。其中，圖譜中的峰位對(duì)應(yīng)著晶格的結(jié)構(gòu)，可以得到樣品的晶相信息。

圖1復(fù)合相變蓄熱材料的XRD圖譜

從圖1中可以看出，樣品中的峰位主要集中在12°～36°之間，且峰位比較集中，沒有明顯的副峰。這表明樣品為純相材料，主要組成為氧化亞銅（Cu2O）。

2.熱重分析

通過熱重分析技術(shù)對(duì)制備的復(fù)合相變蓄熱材料進(jìn)行表征，測(cè)得其熱重曲線如圖2所示。其中，熱重曲線可以反映樣品在不同溫度下的物質(zhì)失重量。

圖2復(fù)合相變蓄熱材料的熱重曲線

從圖2中可以看出，樣品在40℃～250℃溫度范圍內(nèi)存在一段明顯的質(zhì)量損失。這是由于樣品中的相變材料在相變溫度附近吸收或釋放熱量，并由此發(fā)生相變反應(yīng)，引起物質(zhì)失重。

3.掃描電子顯微鏡

通過掃描電子顯微鏡（SEM）技術(shù)對(duì)制備的復(fù)合相變蓄熱材料進(jìn)行表征，其SEM圖像如圖3所示。其中，SEM圖像可以反映樣品的外形形貌和微結(jié)構(gòu)信息。

圖3復(fù)合相變蓄熱材料的SEM圖像

從圖3中可以看出，樣品具有較為均勻的顆粒形貌，且顆粒大小分布較為均勻。這表明樣品的制備方法較為成熟，可以得到較為優(yōu)良的復(fù)合相變蓄熱材料。

三、結(jié)論

本文介紹了一種新型復(fù)合相變蓄熱材料的制備與表征。該材料的制備采用了多步水熱合成法，并通過X射線衍射、熱重分析、掃描電子顯微鏡等技術(shù)手段對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，該復(fù)合相變蓄熱材料具有較好的熱容和潛熱特性，適用于夏季空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方面。同時(shí)，該材料的制備方法較為簡(jiǎn)單、可控性好，