光熱轉(zhuǎn)換聚醚基定形相變儲能材料的合成及性能研究.pdf

1、可見光占太陽輻射能的40％以上，但由于其低的熱效應(yīng)，難以直接被相變儲能材料所利用，本論文針對此科學(xué)問題，設(shè)計合成了光熱轉(zhuǎn)換定形相變儲能材料，即以色素（染料、碳材料）為太陽光吸收介質(zhì)，以高熱焓值的聚乙二醇單甲醚(MPEG)或聚乙二醇(PEG)為相變儲能分子，構(gòu)筑光熱轉(zhuǎn)換與相變儲能功能于一體的功能材料，實現(xiàn)對太陽輻射中可見光的有效利用。
　　論文通過對聚醚端羥基進行化學(xué)改性，引入環(huán)氧基或異氰酸酯基，得到可反應(yīng)性聚醚;色素通過重氮化-偶

2、合、氯磺化、縮合或自由基等化學(xué)反應(yīng)，使其具有反應(yīng)性或在有機溶劑中具有良好的分散性;再以化學(xué)鍵鏈接構(gòu)筑聚醚型光熱轉(zhuǎn)換定形相變儲能材料，主要包括交聯(lián)型、縮聚高分子型和碳摻雜復(fù)合型三類光熱轉(zhuǎn)換定型相變儲能材料，采用UV-Vis、FT-IR、1H-NMR和13C-NMR譜圖對相變儲能材料進行了結(jié)構(gòu)鑒定。
　　首先，將反應(yīng)性聚乙二醇單甲醚及反應(yīng)性染料接枝到多乙烯多胺上，得到多胺型光熱轉(zhuǎn)換有機固-液相變儲能材料，保留部分可反應(yīng)性氨基，以甲苯-

3、2，4-二異氰酸酯(TDI)或三聚氯氰為交聯(lián)劑，通過交聯(lián)反應(yīng)，得到交聯(lián)定形相變儲能材料，賦予材料定形相變儲能性能及較強剛性的同時，實現(xiàn)了高的光熱轉(zhuǎn)換存儲效率（對應(yīng)單波段，η＞0.94;可見光400～700nm，η＞0.74）和高的儲能密度（△H＞100 J/g）。
　　以具有兩個等反應(yīng)活性基團（羥基、氨基）的染料和聚乙二醇為縮聚單體，利用TDI梯度反應(yīng)活性，通過兩步縮合法，獲得嵌段縮聚型光熱轉(zhuǎn)換有機定形相變儲能材料，賦予材料較好的

4、柔韌性、成模性及拉絲性能，同時實現(xiàn)了高的光熱轉(zhuǎn)換存儲效率（對應(yīng)單波段，η＞0.90;可見光400～700nm，η＞0.76）、高的儲能密度(最大儲能密度高達142.9J/g)、定形相變儲能等性能。
　　將碳材料（碳黑、多壁碳納米管或單壁碳納米管）通過表面化學(xué)改性，使其具有良好的有機溶劑分散性，通過超聲輔助方法，將表面改性的碳材料均勻的摻雜到定形相變儲能材料中，得到碳基復(fù)合型光熱轉(zhuǎn)換定形相變儲能材料，實現(xiàn)了對可見光的全波段吸收與轉(zhuǎn)換