碳納米管改性復(fù)合相變材料及其在水泥中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)能源的需要越來(lái)越大，然而傳統(tǒng)的能源是有限的，并且在使用的過(guò)程中易對(duì)氣候變化造成破壞。建筑能耗占社會(huì)總能耗的比重越來(lái)越大，開(kāi)展建筑節(jié)能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，相變儲(chǔ)熱技術(shù)是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)。
　　本文針對(duì)有機(jī)相變材料在建筑中應(yīng)用存在的問(wèn)題，如易泄露、導(dǎo)熱低、穩(wěn)定性耐久性差、與水泥基材料相容性差等，研究制備導(dǎo)熱性能好、穩(wěn)定性高、適用于建筑儲(chǔ)熱、與水泥相容性好的復(fù)合相變材料。
　　利用

2、碳納米管優(yōu)異的導(dǎo)熱性能提高相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)。采用三種不同的改性方法對(duì)碳納米管進(jìn)行改性，包括球磨、接枝、二氧化硅包覆，以提高碳納米管的分散性。試驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)改性后的碳納米管均可較好地分散于水中;二氧化硅包覆改性的碳納米管摻量為1wt％時(shí)，相變材料PCM1導(dǎo)熱系數(shù)提高率為84.6％;乙烯化接枝改性的碳納米管摻量為1wt％時(shí)，PCM1導(dǎo)熱系數(shù)提高率為83.5％;球磨3h改性的碳納米管摻量為1wt％時(shí)，PCM1導(dǎo)熱系數(shù)提高率為61％。

3、>　　利用蒙脫土和水滑石的層狀結(jié)構(gòu)和層間離子的可交換性，首先對(duì)蒙脫土和水滑石進(jìn)行有機(jī)化改性制得有機(jī)蒙脫土(OMMT)和有機(jī)水滑石(LDH-SDBS)，然后將OMMT和相變材料PCM2通過(guò)液相插層制備二元復(fù)合相變材料OMMT/PCM2;將LDH-SDBS和相變材料PCM1通過(guò)液相插層制備二元復(fù)合相變材料LDH-SDBS/PCM1。試驗(yàn)結(jié)果表明:改性后的蒙脫土層間距由原來(lái)的1.51nm增大到2.10nm，改性后的水滑石層間距由原來(lái)的0.78

4、nm增大到2.80nm;復(fù)合相變材料OMMT/PCM2的相變溫度為23.1℃，熱焓為51.8J/g，復(fù)合相變材料LDH-SDBS/PCM1的相變溫度為26.2℃，相變焓為29.8J/g。兩種二元復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能較純相變材料導(dǎo)熱性能分別提高了29.3％和17.0％。
　　為了進(jìn)一步提高二元復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能，將改性后的碳納米管與層狀材料、相變材料進(jìn)行復(fù)合制備三元復(fù)合相變材料。試驗(yàn)結(jié)果表明:碳納米管均勻分散在復(fù)合相變材料中，

5、摻量為1 wt％，蒙脫土和水滑石三元復(fù)合相變材料導(dǎo)熱系數(shù)最大分別提高了42.3％和25.9％。蒙脫土和水滑石三元復(fù)合相變材料的熱焓分別為47.7J/g和35.9J/g，冷熱循環(huán)100次后，熱焓分別下降了1.26％和2.53％，表明三元復(fù)合相變材料具有較好的耐久性。
　　為了表征兩種復(fù)合相變材料與水泥基材料的相容性和對(duì)水泥水化產(chǎn)物的影響，將三元復(fù)合相變材料應(yīng)用到水泥凈漿中。試驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合相變材料的摻入，均降低了水泥的表觀密度、抗