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改性木基复合相变储能材料的制备、结构及性能研究

改性木基复合相变储能材料的制备、结构及性能研究

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作者：潘昱丞江西理工大学

学位级别：硕士

有机固-液相变材料由于自身的性能缺陷,导致其在建筑节能领域的使用存在诸多限制。本文针对有机固-液相变材料相变温度不适宜和液相易泄漏的问题,以月桂酸(LA)、石蜡(PW)和十四醇(TD)为原料,制备出LA-PW和LA-TD两组适用于建筑节能领域... 详细信息

有机固-液相变材料由于自身的性能缺陷,导致其在建筑节能领域的使用存在诸多限制。本文针对有机固-液相变材料相变温度不适宜和液相易泄漏的问题,以月桂酸(LA)、石蜡(PW)和十四醇(TD)为原料,制备出LA-PW和LA-TD两组适用于建筑节能领域的二元复合相变材料,并以木粉(WF)、脱木素木粉(DWF)以及碳化木粉(CW)为载体对二元复合相变材料进行定型封装,解决相变材料泄漏问题的同时增强相变材料的导热能力,并选用三种木基复合相变材料制备成相变储能板,分析其对室内温度的调控能力。主要研究工作如下:(1)通过步冷曲线法确定LA-PW和LA-TD二元混合物的低共熔比例分别为87:13和45:55,相变潜热分别为185.5 J/g和125.89 J/g。采用Na OH与NaSO的混合溶液处理获得脱木素木粉,DWF和WF的孔容积分别为0.008955 cm/g和0.01049 cm/g,DWF的孔容积增加了17.16%,使得DWF具有更丰富的孔隙结构和更好的吸附能力,从而导致DWF对LA-PW和LA-TD的吸附量达到50%,比WF的提高了10%。LA-PW/DWF和LA-TD/DWF的导热系数分别为0.3762 W/m·k和0.3580 W/m·k,相变温度分别为40.86℃和19.68℃,相变潜热分别为88.86 J/g和62.31 J/g,比LA-PW/WF和LA-TD/WF分别提高了33.61%和26.18%。(2)通过高温热解制备碳化木粉(CW),发现碳化温度为1000℃时制备的碳化木粉具有最大的孔容积,其为0.1635 cm/g,对LA-PW和LA-TD的吸附量分别达到50%和60%,并且能够更好地封装相变材料。LA-PW/CW1000和LA-TD/CW1000的相变潜热分别为88.63 J/g和71.08 J/g。此外LA-PW/CW1000的过冷度比LA-PW降低了1.95℃,而LA-TD/CW1000比LA-TD降低了3.33℃。LA-PW/CW1000和LA-TD/CW1000的导热系数分别为0.4823 W/m·k和0.4762 W/m·k,比LA-PW和LA-TD分别增加了67.05%和23.59%。在200次循环中,LA-PW/CW1000呈现出更好的热循环稳定性。(3)以LA-PW/WF、LA-PW/DWF和LA-PW/CW1000为原料制备相变储能板,应用于建筑外墙保温层,提高建筑外围护结构保温隔热性能。WF相变储能板、DWF相变储能板和CW1000相变储能板作为内保温时热舒适时长分别为3876s、3915s和2971s,比高密度泡沫板分别提高了113.2%、115.3%和63.4%。当相变储能板作为外保温时热舒适时长分别为3544s、4078s和2106s,相比于高密度泡沫板分别增加了1726s、2260s和288s。可见DWF相变储能板置于内、外保温时均表现出较好的保温隔热效果,而WF和CW1000相变储能板置于内保温层时可有效控制室内温度的波动。

关键词：相变材料脱木素木粉碳化木粉相变储能板建筑节能

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