具有光致發(fā)光性能的微膠囊相變材料的合成、表征及性能研究.pdf

1、微膠囊相變材料是一種為避免相變材料泄露、并增加物質(zhì)傳熱效率的新型材料，具有典型的“核-殼”結(jié)構(gòu)。它能夠?qū)⑾嘧儾牧显谝欢囟认碌南嘧兡軆Υ婊蜥尫懦鰜?，并能與外界環(huán)境形成很好的傳遞。本文設(shè)計(jì)出以正二十烷和正二十二烷相變材料為核、氧化鋯或稀土元素?fù)诫s的氧化鋯為無機(jī)外殼的微膠囊相變材料，并通過合成設(shè)計(jì)的研究，成功合成出一系列不同核殼比的微膠囊。該微膠囊不僅具有良好的相變儲能表現(xiàn)和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，其無機(jī)鋯材外殼還具有優(yōu)異的光致發(fā)光特性。本論文的主

2、要貢獻(xiàn)如下:
　　1、在甲酰胺溶劑的非水體系中，以正二十烷為核、以正丙醇鋯為前驅(qū)體水解形成的氧化鋯為無機(jī)殼材，得到一系列具有特殊性能的微膠囊相變材料。對合成產(chǎn)物進(jìn)行掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)表征，微觀形貌證明成功得到具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的微膠囊;傅里葉紅外譜圖(FTIR)、X射線能譜儀(EDX)和X射線光電子能譜儀(XPS)測試結(jié)果證明所合成的微膠囊相變材料的壁材為氧化鋯、核材為正二十烷;通過差示掃描量熱儀(

3、DSC)和熱重分析儀(TGA)測試研究了芯材正二十烷相變性能以及殼材氧化鋯的熱穩(wěn)定性。同時(shí)，經(jīng)過X射線衍射儀(XRD)表征發(fā)現(xiàn)NaF的加入誘導(dǎo)了壁材氧化鋯的結(jié)晶，得到的晶系為四方相和單斜相的混合。對氧化鋯殼材進(jìn)行紫外-可見和熒光光譜等光學(xué)表征，發(fā)現(xiàn)合成的氧化鋯在紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸收，并在296 nm紫外激發(fā)得到的發(fā)射光譜中，結(jié)晶體系和非晶體系具有光致發(fā)光性能，非晶體系在紫外波段有光譜發(fā)射，結(jié)晶體系在紫外和綠光波段有發(fā)射光強(qiáng)。
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4、、在第一部分實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出以稀土元素Er3+、Sm3+、Yb3+摻雜的氧化鋯為微膠囊壁材、以正二十二烷為微膠囊芯材，針對微膠囊壁材的光學(xué)性能和熱性能進(jìn)行研究。對微膠囊進(jìn)行TEM、SEM、FTIR、EDX等手段進(jìn)行了基本表征，其中主要是對于稀土摻雜各體系的紫外光譜UV和熒光光譜的表征，同時(shí)還進(jìn)行了熒光顯微鏡直觀表征發(fā)光性能。熒光照片中顯示，在紫外光照下各摻雜樣品發(fā)可見藍(lán)紫光，三種元素中Sm3+的發(fā)射光最強(qiáng)，Er3+、Yb3+稍弱，未摻