烷基化碳纳米管改性二元芯材相变微胶囊的制备及其性能研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaofaqiang0124
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着能源危机和环境污染的日趋严重,寻找一种清洁且有效的热能存储技术变得至关重要。在众多的热能存储技术中,基于相变材料(Phase change materials,PCMs)的热能存储是一类非常有前途的储热技术,PCMs可以通过自身相态的转变来吸收或释放大量潜热而备受欢迎,该材料在过去十年中一直是国内外研究的热点。相变材料的微胶囊化,解决了相变材料在使用过程中易泄露的问题,扩宽了相变材料的应用领域。但是相变微胶囊仍存在诸如热传导性差、机械强度差和热稳定性差等问题。碳纳米管(CNTs)是一种密度低的优异纳米增强材料,具有高的横纵比,非凡的机械性能和优异的热导性,在增强微胶囊热导率方面具有一定的应用价值,但是CNTs在相变材料中分散性稳定性较差,因此需考虑对其进行改性。一元芯材相变微胶囊在使用过程中有一定的局限性,比如显变调温范围比较窄,往往不能满足某些热管理的需求。而二元芯材相变微胶囊可通过改变二元相变材料的不同配比来灵活的调节相变温度,很好地满足了热管理中对不同温度调节的要求,因此二元芯材相变微胶囊的研究具有非常重要的意义。本课题考虑对二元芯材相变微胶囊进行掺杂改性来改善其导热性差的问题,研究二元芯材相变微胶囊的改性与应用,具体研究内容如下:(1)通过控制变量(反应温度、反应时间、试剂配比)的方法,得到羧基化碳纳米管(C-CNTs)最佳的改性条件,并通过接枝反应得到预期的烷基化碳纳米管(OICNTs)。用场发射扫描电子显微镜(SEM),电子能谱分析(EDS)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)分析表明C-CNTs成功被改性得到OICNTs,同时亲油性测试说明了OICNTs在油性介质中具有优异的分散性稳定性。(2)通过改变C18与C28的配比研究混合物的储热性能,最后确定C18与C28的配比为1:1时能获得理想的热焓值。并改变OICNTs在相变材料中的比例,制备芯材掺杂碳纳米管的密胺树脂包覆二元核相变微胶囊。采用SEM、X射线电子衍射(XRD)、FTIR、Raman光谱进行形貌和化学结构分析并表明OICNTs掺杂成功。用差式扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA)对微胶囊的相变热物性、热稳定性和循环稳定性表征说明了微胶囊具有较大的储热容量、较高的热稳定性和循环稳定性能。当OICNTs掺杂量为3%时,微胶囊导热性能提高了71.4%,且焓值高达187.9 J g-1。红外热成像分析表明该微胶囊温度调控性能较好。(3)最后研究了OICNTs的不同掺杂含量对SiO2壁材包覆二元芯材相变微胶囊的相变特性、热循环稳定性、温度调控能力等性能的影响。该相变微胶囊具有以SiO2为无机外壳和以C18/C28为芯材的完美核壳结构,其中SiO2壁材为无定形状态。综合分析表明当OICNTs掺杂量为1%时,SiO2壁材包覆二元芯材相变微胶囊热焓值仍高达163.3 J g-1,循环稳定性能和温度调控能力均较好。
其他文献
作为燃料电池金属双极板表面改性镀层,要求同时满足低的接触电阻、高的耐腐蚀性能、高的膜基(不锈钢)结合力、一定的耐磨强度等要求。但目前所用的镀层性能无法同时满足这些要求。导电陶瓷MAX相因其独特的晶体结构,从而兼具了金属的优良导电、导热性能以及陶瓷材料的耐高温氧化和抗腐蚀性能,我们认为会是一种理想的金属双极板表面保护薄膜材料。常规的MAX相薄膜的研究重心在于薄膜的成相工艺、相结构等,直接针对燃料电池
目的:瞬时外向钾电流(Ito)在维持细胞膜电位和调节细胞兴奋性中起重要作用,Ito的异常是众多心肌兴奋性相关疾病的电生理基础。Kv4.2是啮齿类动物心肌Ito通道的核心α亚基,KChIP2是Kv4.2的关键调节亚基。目前已知KChIP2和通道在脂筏中的定位与交感兴奋所引起的Kv4.2的磷酸化均能影响Kv4.2在细胞膜上的稳定性,三者密切相关,但相互关联的分子机制却不明确,本课题旨在研究这其中作用分
在超精密加工领域,影响零件精度的重要因素是机床的主轴回转误差,研究超精密机床的主轴回转误差不仅可以用于评估主轴的回转特性、检测机床主轴的运行状态,并且可以预估机床在加工零件时的误差来源,还可以为加工误差的补偿提供数据来源。而慢刀伺服加工技术由于其具有工作行程大、可加工大型连续的复杂零件、高效率、高精度等优点,被广泛应用于自由曲面的加工。本文主要以美国摩尔450超精密车床为主,针对该车床的主轴回转误
原发性肝癌是我国发病率高的、死亡率高、危害极大的恶性肿瘤之一,严重威胁我国人民健康和生命。目前肝癌临床上常用的治疗方法包括手术、介入、化疗及放疗等,但在应用过程中也发现很多不足,如复发率高、化疗药物不敏感及耐药、患者术后生活质量低等。现代医学研究发现中医中药在化疗药物减毒增敏及提高患者生活质量等方面均发挥出重要作用。肿瘤细胞糖代谢重编程是指肿瘤细胞即便在氧气充足的情况下也依靠糖酵解供能,同时产生大
层状双金属氢氧化物(Layer Double Hydroxide,LDH)是一种对特定应用设计和制备结构规整可控的二维纳米材料。广泛应用于电、光、磁、机械、材料等领域。具有灵活可调性的二、三价金属阳离子均匀分布在片层内,而为了维持电荷平衡的阴离子处在片层间,具有便捷可交换性。但由于其片薄质轻,纳米片在分散液应用过后难以分离回收。制备条件常需高温高压等苛刻条件,故而无法大量工业生产。因此开发出简易的
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)作为新一代的显示技术具有自发光、色域广、可柔性化制备等优点而受到广泛研究。尽管OLED已成功商业化,但是由于红光的能系规则和蓝光的载流子注入和传输平衡等问题,发展高效率、长寿命的红光和蓝光材料仍然具有挑战。具有给体(Donor)-受体(Acceptor)体系的分子材料由于具有同时传输电子和空穴的能力可以很好地平衡载
Co-Fe LDH层状双金属氢氧化物是一种重要的芬顿与类芬顿催化剂,具有易合成、稳定性高、较为廉价、以及比表面积大等诸多优势,所以在近些年的研究越发重视。但是目前Co-Fe LDH最佳催化环境为酸性,这导致催化剂寿命短,且存在二次污染的风险。所以为了进一步提高Co-Fe LDH的性能,本文以Co-Fe LDH作为研究对象,研究其类芬顿性能,并在此基础上对其衍生物的类芬顿性能做了系统性研究,研究内容
诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPSC)类似胚胎干细胞,是一种全能干细胞,具有自我更新和多向分化潜能。iPSC在组织工程和疾病模型中具有广泛的应用,其中最显著的应用是将病人的成体细胞转变成hiPSC,并定向诱导病人特异的hiPSC分化为间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSC)进行疾病模型的建立,机理研究和临床治疗。但是目前
皮肤是人类身体最大最普遍的组织,覆盖人体各个部位,保护我们的机体免受外部环境的侵害。近年来,随着我国人口老龄化与生活方式的改变,糖尿病的发病率逐年升高,导致糖尿病足溃疡也从一种少见病变成了常见病。对于糖尿病足溃疡造成的伤口,仅依靠皮肤自身的修复能力难以愈合且容易复发。针对糖尿病足溃疡的伤口,当前主要是采用敷料、支架或皮肤替代品来促进愈合,其中敷料应用最为便捷。但是传统敷料需要频繁更换,且换药时伴随
非晶合金具有优异的力学、化学和物理性能,如高的强度和硬度、优异的软磁性、高的耐磨性和耐腐蚀性,具有广泛的应用前景。然而,采用传统的制备方法如铜模铸造、单辊刷带、电弧熔炼吸铸等方法很难制备大尺寸的块体非晶合金,并且非晶合金的脆性使其难以利用传统方法进行加工,这严重制约了块体非晶合金的发展和应用。选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是增材制造技术的一种,通过对金属