膨胀石墨_八水氢氧化钡复合定型相变材料的制备与储热性能研究

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1、膨胀石墨_八水氢氧化钡复合定型相变材料的制备与储热性能研究冷从斌等：膨胀石墨／Ａ水氢氧化钡复合定型相变材料的制备与储热性能研究文章编号：１００１—９７３１（２０１６）０３—０３２４７—０６膨胀石墨／八水氢氧化钡复合定型相变材料的制备与储热性能研究’冷从斌，季旭，罗熙，李明，余琼粉，李海丽，宋向波具有良好的吸附、包覆性能［１６］和优良的导热性［１７。１８Ｉ，目前在有机类口９。２妇和熔融盐类［２２１相变储能材料中的应用研究较多，在结晶水合盐中的应用则少有研究。因此，本文利用膨胀石墨封装八水氢氧化钡相变材料，制备了膨胀石墨／磷酸二氢钾ＩＡ水氢氧化钡复合定型相变材料，从而克服单一相变材料

2、存在的低导热、泄露、相分离和过冷等缺点。１１．１（云南师范大学能源与环境科学学院，昆明６５０５００）摘—————————————————————————————————————————————————————要：通过在八水氢氧化钡中添加成核剂磷酸二氢钾和强化传热材料膨胀石墨，利用真空吸附法制备了膨胀石墨／八水氢氧化钡复合定型相变材料。采用ＬｅｉｃａＤＭ６０００Ｍ显微镜，“步冷曲线法”和量热法对其热性能进行了表征和测试，结果发现，添加０．５％～２％的磷酸氢二钾可使八水氢氧化钡的过冷度由１１．４℃降低到Ｏ．５℃以内，１％～３％的膨胀石墨可使过冷度降低到４℃。复合定型相变材料的较优组成

3、为：９３％Ｂａ（ＯＨ）２?８Ｈ２０＋６％ＥＧ＋１％ＫＨ：ＰＯ。时，其相变潜热为２４８．３ｋＪ／ｋｇ，与纯物质相比可缩短储热时间４５．１％，缩短放热时间５４．５％，且相变中无液态产生，是较好的“固一固”定型复合相变材料。关键词：八水氢氧化钡；膨胀石墨；复合相变材料；过冷中图分类号：ＴＫ０２；ＴＫｌｌ＋４；ＴＫｌ２４文献标识码：Ａ实验材料可膨胀石墨：膨胀倍率２５０ｍＬ／ｇ，粒度８０目，含硫量２．００Ｘｔ０～，青岛金日来石墨有限公司；八水氢氧化钡（Ｂａ（ＯＨ）。?Ｈ。ｏ），分析纯，天津市大茂化学试剂厂；磷—————————————————————————————————————————

4、————————————酸二氢钾（ＫＨ：ＰＯ。），分析纯，天津市大茂化学试剂厂。１．２制备方法１．２．１膨胀石墨的制备将经酸化、插层处理后的可膨胀石墨放入干锅中，再置于８００℃马弗炉中热膨胀４０Ｓ，得到膨胀体积为２５０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—９７３１．２０１６．０３．０４６０引言相变储能利用相变材料的物相变化进行储能，广泛应用于建筑节能［１］、电力系统口］、纺织行业［３］、空调系统［４］、以及太阳能热发电Ｅ５］等领域。相变材料主要分为有机相变材料和无机相变材料。八水氢氧化钡（Ｂａ（ＯＨ）：?８Ｈ：Ｏ）是目前发现潜热密度最高的无机水合盐相变材料，相变潜热为２

5、６７ｋＪ／ｋｇ，溶解度为９４ｍＬ／ｇ的膨胀石墨。将膨胀石墨与八水氢氧化钡及成核剂按比率混合１．２．２八水氢氧化钡／膨胀石墨复合相变材料制备后，并加入膨胀石墨质量１．５倍的蒸馏水，置于真空中，于８５℃下搅拌吸附３ｈ，冷却后得到复合定型相变材料。—————————————————————————————————————————————————————１．３ｇ（７８℃），密度为２．１８×１０３ｋｇ／ｍ３，潜热储能密度为５８２ＭＪ／ｍ３，是有机类相变材料的３～４倍［６］。储／放热循环过程为Ｂａ（ｏＨ）２．８Ｈ：０＋２８０ｋＪ／ｋｇ器性能测试八水氢氧化钡过冷度的研究和测试：将样品置于１．３

6、．１复合相变材料的表征９０℃的恒温水浴中加热完全融化后迅速移到１５℃的恒温水浴槽中冷却，期间的温度变化通过安捷伦Ｂａ（ＯＨ）２＋２Ｈ２０八水氢氧化钡熔点７８℃，这一熔点范围的相变材料可广泛应用于采暖、生活用热水和废热利用等［７］。八水氢氧化钡和其它无机水合盐一样存在过冷和相分离等问题，已有很多学者对其在相变储能方面的应用做了大量研究［８。１｜，但未得到较好解决，尤其是稳定性较差［１２‘１４］。ＥＧ（膨胀石墨，ｅｘｐｅｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ，下同）是天然鳞片石墨高温膨化得到的疏松多孔性物质［１５｜，３４９７０Ａ数据采集仪记录。本文主要测试磷酸二氢钾、———————————————

7、——————————————————————————————————————膨胀石的墨添加量以及二者共同对八水氢氧化钡过冷度的影响。１．３．２复合相变材料相变潜热的测试因复合相变材料吸附的不均匀性，使取样极少的ＤＳＣ测试结果误差较大，故本文采用如图１所示装置测试复合相变材料的相变潜热和比热容。＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３６６０１４）；云南省应用基础研究计划资助项目（２０１２ＦＤ０１８）收到初稿日期：２０１５－０３—１５收到修改稿日期：２０１５－０８—２０通讯作者：