溶胶—凝胶法制备新型蓄能复合材料的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com华南理工大学学报(自然科学版)第29卷第11期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVoI．29No112001年11月(NaturalScienceEdition)Novcmbcr2001文章编号：1000—565X(2001)11—0007—04溶胶一凝胶法制备新型蓄能复合材料的研究林怡辉张正国王世平(华南理工大学教育部传热强化与过程节能重点实验室，广东广州510640)摘要：甩溶胶凝胶法制备硬脂酸／=氧化硅复合材料，并甩透射电

2、镜、扫描电镜和差示扫描量熟分析等测试手段研究其结构与性能．结果表明．谊复合材料是三雏网络状蚺米材料，而且具有良好的蓄热能力，可用于太阳能利用等方面关键词：溶胶一凝胶法；相变复合材料；蓄能中图分类号：TK5124文献标识码：A由于能源短缺．利用热能储存技术解决热能供水或醇中．先制得溶胶，然后前驱体在其中发生水解给与需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保护缩聚，逐渐形成无机网络．向凝胶转变．由于前驱体环境的重要技术之一．利用相变材料的相变潜热来永解缩聚形成的溶胶胶粒的粒径处于纳米级范围，存储热能的技术，具有蓄能密度大、蓄放热过

3、程近似同时在前驱体形成的溶胶中可以很方便地加入有机等温、过程易控制等优点，因而倍受研究者关注lI．单体和聚合物，如果有机相与无机相之间的相容性现有的蓄能材料存在导热性能差、化学性能不稳定、和分散性很好，即可制得性能优良的纳米级有机一有污染、存在可燃性等问题，因此，研制新型蓄能复无机杂化材料L4J．因此，它可以很方便地通过改变合相变材料是人们研究的热点和难题L2J．参与反应的有机、无机组分含量，实现材料的性能裁本文针对有机、无机相变材料存在的本质问题，剪．从而得到所需性能的材料．提出将有机相变蓄热材料与导热系数高的无机物进2

4、实验目的及原理行纳米复合的创新方法，以克服现有有机蓄能材料存在泄漏、传热率低、相变时体积变化、有可燃性、对本实验拟将有机相变材料(有机酸)嵌入到导热母体材料有副作用以及无机蓄能材料存在腐蚀性、系数较高的二氧化硅纳米层空间内，制备有机无相变过程具有过玲和反相等缺点．介绍将有机相变机纳米复合相变蓄热材料．该方法能将有机相变材材料嵌入到导热系数较高的二氧化硅纳米空间内，料和无机物的结构、物理和化学特性充分地结合起制备有机一无机纳米复合蓄热相变材料的方法，并来，因而，该蓄热材料具有良好的导热性能和热稳定对所制材料进行测试及分析．性

5、并克服了无机相变材料易腐蚀、存在过冷的缺点，1溶胶一凝胶法及特点而且具有相变潜热大、化学性质稳定的优点j．溶胶一凝胶法的主要原理是将酯类化合物或金溶胶一凝胶法是一种能够在低温下制备功能属醇盐溶于有机溶剂中．形成均匀的溶液，然后加入材料的工艺方法．其工艺过程为：将前驱体溶于其他组分在一定温度下反应形成凝胶，最后经干燥处理制成产品．基本反应为水解反应和聚合反应．收稿日期：2000—10—25*基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(G20000263)；3实验部分广东省自然科学基金资助项目(980530)；教育部重点基金作者简

6、介：林怡辉(1973一)，女．博士．主要从事传热与3．1化学试剂与仪器：林怡辉(一)，女．博士．主要从事传热与J’l。u节能研究正硅酸乙酯(分析纯)，乙醇(分析纯)，十八酸维普资讯http://www.cqvip.com8华南理工大学学报(自脯科学版)第29卷(分析纯)，盐酸(分析纯)，蒸馏水；磁力搅拌器(JB一机骨架．实验按(正硅酸乙酯)：(乙醇)：V(水)=3)，酸度计(PHS．2)，烘箱，电蒸馏水器，DSC．7差示22：24：30进行混合，然后加入盐酸作催化剂，在扫描量热仪，E-1010，XL30，扫描电镜(sTM)

7、，JEM．60℃温度下搅拌90rain，烧杯中的混合液体形成硅100SX透射电镜(TEM)，QTM．500型导热仪．溶胶．将硅溶胶在8O℃温度下加热约60rain以形3．2样品制备成硅凝胶．硅凝胶无色透明，含有大量水分，将其放3．2．1硅溶胶的制备人烘箱，在80℃温度下干燥7-8h即形成固体．该实验利用水解聚合反应采用正硅酸乙酯固体透明、质硬，将其在透射电镜下放大40000倍(TEos)作前驱体，采用乙醇作溶剂，盐酸作催化剂进行观察(如图1)，我们可以清楚地看到其呈网络制备二氧化硅溶胶，二氧化硅在溶胶过程中形成无颗粒状结构

8、．图1硅凝胶透射电镜图一Fig1TEMphotographofSige(b)圉2复舍材料扫描电镜图tographofcompositematerial兰e喀避蕞『b1样品B图3硬脂酸／二氧化硅的DSC曲线Fig．3DSCcllrvesofstearicacid／silicondioxide维普资讯htt