铜纳米粒子导热增强固-液相变储能材料的性能

作     者：刘子路 张宇昂 唐炳涛 张淑芬 LIU Zilu;ZHANG Yuang;TANG Bingtao;ZHANG Shufen

作者机构：大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116024 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2022年第39卷第12期

页      面：2409-2416页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(22178050 22108026) 

主　　题：铜纳米粒子 相变材料 导热增强 高储能密度 功能材料 

摘      要：使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)作为钝化剂对铜纳米颗粒进行原位包覆制备了PVP/PEG/Cu复合纳米粒子(CuNP),将其作为导热增强剂引入到PEG中制备了CuNP/PEG固-液相变储能材料(PCMs),并通过FTIR、XRD、DSC以及TGA表征了CuNP/PEG固-液PCMs的结构及热性能。利用纳米粒子表面的PVP与PEG之间的氢键和空间位阻效应,以及PVP对铜核的保护作用,赋予了铜纳米粒子在PCMs中优异的分散稳定性。结果表明,CuNP的引入能够显著提高复合相变储能材料的导热能力,并能够作为晶核加速材料的结晶行为。当纳米粒子的质量分数为5%时,CuNP/PEG固-液PCMs的相变焓为157.0 J/g,体系的储热速率、放热速率和结晶速率与纯PEG相比分别提高了34.09%、31.45%和53.33%。