四氯合锌酸烷基铵固—固相变材料储热性能调控的研究

摘要

储能材料是一类可以将能量储存并释放的功能材料，它解决了太阳能受时空限制的缺陷，为清洁、可再生能源的使用开辟了一条途径，被广泛应用于医药、建筑、服装、军事、航空航天等领域。但部分储能材料存在储能密度低、易泄漏、过冷度大等缺陷，实际应用中具有优良性能储能材料的数量并不多，储能材料仍然面临着严重不足的问题。四氯合锌酸烷基铵[(CnH2n+1NH3)2ZnCl4，CnZn]是一种层状类钙钛矿型固-固相变储能材料，与传统的无机水合盐、脂肪酸、石蜡等固-液相变材料相比，具有相变潜热高、过冷度小、不易挥发、不易泄漏、无毒无污染等优点，是一种性能优异的相变储能材料，具有潜在的研究和应用价值。多孔玻璃(CPG)是一类孔径分布比较均匀的介孔材料，由于介孔材料特有的小尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应，导致其孔内固体与常规固体相比具有一些不一样的性质。本研究基于液相反应法、溶液浸渍法分别制备了四氯合锌酸烷基铵(CnH2n+1NH3)2ZnCl4(n=10，12，14，16，18)和CnZn/CPG(n=10，12;d=11.5-300 nm)材料，并用FT-IR、SEM、XRD、DSC等手段表征了材料的结构和热力学性能，探究了不同孔径多孔玻璃对四氯合锌酸烷基铵储热性能的调控。本研究的主要工作如下:
　　(1)探讨反应物烷基胺、氯化锌和浓盐酸的不同加样顺序对四氯合锌酸烷基铵制备的影响，并用XRD、DSC等手段表征了不同加样顺序制备的产物的结构。
　　(2)基于液相反应法，制备一系列四氯合锌酸烷基铵(CnH2n+1NH3)2ZnCl4(n=10，12，14，16，18)固-固相变储能材料，并用FT-IR、SEM、XRD、DSC等手段表征材料的结构和热力学性能。
　　(3)基于溶液浸渍法，利用孔材料对溶液的吸附性能，将(CnH2n+1NH3)2ZnCl4吸附进多孔玻璃孔道内，缓慢挥去无水乙醇，制备CnZn/CPG（n=10，12; d=11.5-300nm）材料。并用SEM、XRD、DSC等手段表征CnZn/CPG材料的结构和热力学参数，研究不同孔径多孔玻璃对四氯合锌酸烷基铵相变温度和相变焓的调控性能。