銀納米線聚苯胺基定形相變材料的制備及性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、相變材料具有很高的儲能密度,且發(fā)生相變時能維持自身溫度的恒定,可用來進行熱能的存儲或環(huán)境溫度的調控,在開發(fā)新能源和提高能源的使用效率方面有很重要的應用前景。相變材料中研究最多、來源最廣、價格最便宜、應用價值最大的是固-液相變材料。但是固-液相變材料,尤其是有機固-液相變材料,存在著兩個問題:一是由于材料在使用的過程中存在液相,所以必須要解決材料的封裝問題,可以考慮將其制成定形相變材料;二是相變材料的導熱性能極差,造成熱量不能迅速有效地從

2、吸熱面?zhèn)鞯絻崦妫@一缺陷對于能源的高效利用來說是極其不利的。因此,制備高導熱的定形相交材料具有重要的理論及實際意義。本文具體內容如下:
  一、銀納米線的制備:通過多元醇法和水熱法分別制備了兩種不同長度的銀納米線,其中多元醇法制備的銀納米線平均長度為十幾微米,標記為短的銀納米線(S);選取SEM圖中50根銀納米線進行測量與統(tǒng)計,得到其平均直徑為314nm,標準偏差為0.062。水熱法制備的銀納米線平均長度大于300μm,標記為長

3、的銀納米線(L);選取SEM圖中30根銀納米線進行測量與統(tǒng)計,得到其平均直徑為399nm,標準偏差為0.309。
  二、以十四酸為相變材料,聚苯胺為結構支撐材料,銀納米線為增強導熱材料,通過苯胺表面聚合的方法制備復合定形相變材料,根據(jù)復合相變材料中銀納米線長度的不同進行編號,分別為M-S-i和M-L-i(其中,M表示為十四酸;S表示為短的銀納米線,即多元醇法制備的銀納米線;L表示為長的銀納米線,即水熱法制備的銀納米線;i表示為樣

4、品編號)。對復合相變材料進行結構形貌、儲熱性能及導熱性能進行表征,結果表明:制備的十四酸復合相變材料定形性能良好,在65℃時不發(fā)生泄漏。銀納米線的加入提高了復合相變材料的導熱系數(shù),樣品M-L-5(銀納米線質量分數(shù)為10.36%)的導熱系數(shù)為0.404W·m-1·K-1,比樣品M-0(沒有加銀納米線)的導熱系數(shù)(0.266W·m-1·K-1)提高了0.138W·m-1·K-1。而且選取的兩種銀納米線長度中,長的銀納米線更明顯的提高了復合相

5、變材料導熱性能,樣品M-S-5(Ag NWs含量為5.66wt%)的導熱系數(shù)為0.345W·m-1·K-1,而樣品M-L-3(Ag NWs含量為4.89wt%)的導熱系數(shù)為0.351W·m-1·K-1。
  三、以十六酸為相變材料,制備銀納米線/十六酸/聚苯胺定形相變材料,編號為P-S-i和P-L-i(其中,P表示為十六酸;S表示為短的銀納米線;L表示為長的銀納米線;i表示為樣品編號)。對復合相變材料的結構形貌、儲熱性能及導熱性能

6、進行表征,結果表明:制備的復合相變材料在70℃時沒有發(fā)生泄漏,具有很好的定形性能。銀納米線的加入增強了復合相變材料的導熱性能,當銀納米線質量分數(shù)為10.36%(樣品P-L-5)時,復合相交材料的導熱系數(shù)達到0.524W·m-1·K-1,較沒有加入之前(樣品P-0)的導熱系數(shù)(0.236W·m-1·K-1)增大了0.288W·m-1·K-1。另外,摻雜的兩種銀納米線中,長徑比高的銀納米線對復合相變材料導熱性能的提升更加明顯,樣品P-S-3

7、(Ag NWs含量為2.91wt%)的導熱系數(shù)為0.264W·m-1·K-1,而樣品P-L-4(Ag NWs含量為2.95wt%)的導熱系數(shù)為0.320W·m-1·K-1。
  四、以十四醇為相變材料,制備銀納米線/十四醇/聚苯胺復合定形相變材料,編號為T-S-i和T-L-i(其中,T表示為十四醇;S表示為短的銀納米線;L表示為長的銀納米線;i表示為樣品編號)。對復合相變材料性能進行表征,結果表明:復合相變材料在50℃不會泄漏,定

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