石蠟相變儲(chǔ)能微膠囊制備研究.pdf

1、伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源和環(huán)境污染問題已經(jīng)日益凸顯，國(guó)家也不斷地出臺(tái)節(jié)能減排的一系列政策措施。相變儲(chǔ)能技術(shù)是利用材料的相變潛熱來實(shí)現(xiàn)能量的吸收、存儲(chǔ)和釋放，能有效地解決能量供需在時(shí)間和空間上的不匹配問題，是提高能源利用效率的重要手段，因而在能源有效利用和節(jié)能領(lǐng)域成為近年的研究熱點(diǎn)之一。固-液相變儲(chǔ)能材料（PCMs）是目前研究最多的一類，然而其在應(yīng)用過程中存在泄漏問題，因此應(yīng)采用一定的工藝進(jìn)行封裝，微膠囊法是常用的方法之一。
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2、課題結(jié)合目前常用的微膠囊技術(shù)，以價(jià)格低廉的石蠟為芯材，分別以無機(jī)材料和天然高分子材料為壁材，制備相變儲(chǔ)能微膠囊，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行探究。
　　（1）采用復(fù)凝聚法制備出以殼聚糖/阿拉伯膠為囊壁材料，石蠟為芯材的相變儲(chǔ)能微膠囊。分別考察了乳化時(shí)間、復(fù)凝聚反應(yīng)pH、復(fù)凝聚反應(yīng)時(shí)間、芯殼比、交聯(lián)劑用量、固化時(shí)間對(duì)包覆率及包覆效率的影響，并得到最佳合成條件為：阿拉伯膠與殼聚糖配比（質(zhì)量比）為5:1、乳化時(shí)間3 min，復(fù)凝聚反應(yīng)pH4.5，芯殼

3、比1.5:1，復(fù)凝聚反應(yīng)時(shí)間20 min，交聯(lián)劑用量2 mL。在最優(yōu)合成工藝條件下制備出的微膠囊稍有粘連，顆粒尺寸較為均勻，粒徑介于20～30μm之間；微膠囊的包覆率為52.84％，包覆效率為56.27%，相變材料具有良好的可逆性；殼聚糖/阿拉伯膠復(fù)凝聚相成功地以物理結(jié)合的方式完整包覆在石蠟表面，并對(duì)石蠟起到保護(hù)作用，使其耐熱性能提高，耐熱溫度由202℃提高到245℃。
　　（2）采用溶膠-凝膠法制備出以二氧化硅為囊壁材料，石蠟為

4、芯材的相變儲(chǔ)能微膠囊。分別考察了乳化劑用量、水解pH、水解液滴加速度、芯殼比、乳化轉(zhuǎn)速對(duì)包覆率及包覆效率的影響，并得到最佳合成條件為：乳化劑用量2.0 g、水解pH2.6，芯殼比1.5:1、水解液滴加速度2 mL/min、乳化轉(zhuǎn)速1200 r/min。在最優(yōu)工藝條件下制備出的微膠囊表面比較粗糙，尺寸基本均勻，粒徑介于20～30μm之間；微膠囊的包覆率為63.13%，包覆效率為67.65%，相變材料具有良好的可逆性；二氧化硅壁材以物理結(jié)合