六水氯化镁的新型混合盐配制及其膨胀石墨基复合相变材料研究

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1、硕士学位论文六水氯化镁的新型混合盐配制及其膨胀石墨基复合相变材料研究作者姓名周妍学科专业能源化学工程指导教师张正国教授所在学院化学与化工学院论文提交日期2018年4月Anovelsalt-mixturecontainingmagnesiumchloridehexahydrateanditsexpandedgraphitebasedcompositephasechangematerialsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhouYanSupervisor：Prof.ZhangZhengguoSou

2、thChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TQ学校代号：10561学号：201520118897华南理工大学硕士学位论文六水氯化镁的新型混合盐配制及其膨胀石墨基复合相变材料研究作者姓名：周妍指导教师姓名、职称：张正国教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：能源化学工程研究方向：相变材料论文提交日期：2018年4月24日论文答辩日期：2018年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2018年月日答辩委员会成员：主席：高学农委员：张正国、方晓明、方玉堂、袁文辉:联系地址(含邮编)：电子邮箱：作者联系电话1、

3、6^曰期：：)^/：指导教师签名^2^0(^-曰期：：作者签名）(请在以上相应方框内打"卡'。《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容0^1出版和编入文单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全的"保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议。口保密，在年解密后适用本授权书：本学位论文属于。论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致位部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学全论文被査阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的位有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许

4、学校研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学：本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即权学位论文版权使用授日月；6日期：^/义年：作者签名。法律后果由本人承担的献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明贡何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要任取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含所本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄明学位论文原创性声学华南理工大摘要以相变材料为核心的潜热储热技术是提高能源利用率的重要技术。研制高性能且成本低的相变材料是

5、推进该技术发展和应用的关键。六水氯化镁是一种熔点在117℃左右的水合无机盐相变材料，因在盐湖蕴藏量大且被大量摈弃而已形成“镁害”，急需开发利用。然而，过冷、相分离、发生固-液相变后的液相泄漏以及因熔点高于水而易失去结晶水等缺陷严重制约了该相变材料的实际应用。本论文致力于高性能六水氯化镁相变材料的研制，先将其与另一种水合无机盐复配，研制出熔点低于水的沸点且过冷度小的新型混合盐，再将其与经过亲水改性的膨胀石墨复合来解决其相分离和液相泄漏问题，从而获得高性能的复合相变材料。本文探索出了将十二水硫酸铝铵与六水氯化镁进行复配的创新方案，获得了新型的六水氯化镁-十二水硫酸铝铵混

6、合盐。通过测定不同质量比的六水氯化镁-十二水硫酸铝铵混合盐热特性显示，当六水氯化镁的质量分数为30wt%时，所得混合盐具有最大的熔化焓，高达192.1kJ/kg，相变温度64.15℃，过冷度仅为0.74℃；相变焓值高于目前已报道的含六水氯化镁的混合盐；200次冷热循环测试表明，该混合盐的热可靠性较好；采用偏光显微镜和X射线衍射光谱对该混合盐的结晶过程和结构进行观测和分析发现，六水氯化镁在十二水硫酸铝铵晶体表面及空隙中穿插结晶，该混合盐具有良好的稳定性和热可靠性，从而具有良好的应用潜力。为了提高膨胀石墨对水合无机盐的相容性，选用表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚对膨胀石墨进

7、行改性，探索了表面活性剂用量对膨胀石墨性能的影响，再将所得改性膨胀石墨用于吸附六水氯化镁-十二水硫酸铝铵混合盐，制备复合相变材料，并对其结构和热特性进行了分析表征。结果表明，当表面活性剂与膨胀石墨的质量比为0.1时，所得改性膨胀石墨对六水氯化镁-十二水硫酸铝铵混合盐的吸附容量最大，可达81.9%，高于未改性膨胀石墨的52.0%；红外光谱分析显示，改性膨胀石墨的图谱中含有聚乙二醇辛基苯基醚的特征峰；所得改性膨胀石墨的接触角为0°，远小于未改性膨胀石墨的接触角87.1°，这表明表面改性提高了膨胀石墨的亲水性，从而提升了其对水合无机盐的吸附性能。六水氯化镁-十二水硫酸