Page 55 - 《精细化工》2019年第11期

第 11 期 王 汀，等: 多孔凝胶基碳纳米定形相变材料的制备与表征 ·2203·

吸盐水率为 198.26 g/g。 2.5 多孔凝胶基碳纳米定形相变材料的热性能分析
2.3 多孔凝胶基材的形貌分析 2.5.1 储热性能分析
图 4 是利用上述优化工艺参数制备 SPH 不同放 定形相变材料的 DSC 曲线如图 6 所示，其相变
大倍数下的 SEM 图。从图 4a、b 均可看出，SPH 中 性能如表 5 所示。
富含大量相互贯穿的孔洞，形成毛细管通道，且其
孔径分布在 100~500 μm。采用优化工艺参数制备
SPH，可控制 SPH 制备过程中聚合和起泡反应保持
同步，使 SPH 内部富含毛细管通道，增加 SPH 的吸
液性能，从而提高 SPH 基材对 PCM 的负载性能。

图 4 SPH 不同放大倍数下的 SEM 图
Fig. 4 SEM images at different magnifications of SPH
图 6 GO-H 2 O/SPH(a)和 CNTs-H 2 O/SPH(b)的 DSC 曲线
2.4 多孔凝胶基碳纳米定形 PCM 的形貌分析 Fig. 6 DSC curves of (a) GO-H 2 O/SPH and (b) CNTs-H 2 O/
SPH
图 5 是两种多孔凝胶基碳纳米定形相变材料
GO-H 2 O/SPH 和 CNTs-H 2 O/SPH 的数码照片。由图 5 表 5 定形相变材料的相变性能
可知，GO-H 2 O/SPH 定形相变材料随着 GO 质量分 Table 5 Phase transition properties of form-stable phase
change materials
数的增加，颜色不断加深，但 CNTs-H 2 O/SPH 随
样品 θ m/℃ Δ H s/(J/g) W/%
CNTs 质量分数的增加无明显变化，一直保持着较深
H 2O –0.15 352.3 —
颜色。并且由图 5 可看出，制备的定形相变材料一 0.005%GO-H 2O/SPH 0.13 302.6 85.9
定程度限制了液体相变材料的流动性，起到一定防 0.010%GO-H 2O/SPH 0.05 324.7 92.2
泄漏作用。 0.050%GO-H 2O/SPH –0.12 311.0 88.3
0.100%GO-H 2O/SPH –0.23 306.6 87.0
0.200%GO-H 2O/SPH –0.03 321.9 91.4
0.005%CNTs-H 2O/SPH –0.09 305.3 86.7
0.010%CNTs-H 2O/SPH 0.04 313.6 89.0
0.050%CNTs-H 2O/SPH –0.03 326.8 92.8
0.100%CNTs-H 2O/SPH 0.14 337.1 95.7
0.200%CNTs-H 2O/SPH 0.21 301.3 85.5
注：θ m 为定形 PCM 的相变温度；ΔH s 为定形 PCM 的熔融
焓；W 为 SPH 负载 PCM 的质量分数。

A—0.005%GO-H 2O/SPH; B—0.010%GO-H 2O/SPH; C—0.050%
GO-H 2O/SPH; D—0.100% GO-H 2O/SPH; E—0.200% GO-H 2O/SPH;
F—0.005% CNTs-H 2O/SPH; G—0.010% CNTs-H 2O/SPH; H— 从图 6 和表 5 可看出，通过优化工艺参数制备
0.050% CNTs-H 2O/SPH; I—0.100% CNTs-H 2O/SPH; J—0.200% 的 SPH，并采用多种方式结合制成的定形相变材料，
CNTs-H 2O/SPH
含相变材料的质量分数最高可达 95.7%，此时定形
图 5 GO-H 2 O/SPH (a)和 CNTs-H 2 O/SPH (b)的数码照片
Fig. 5 Digital photos of (a) GO-H 2 O/SPH and (b) CNTs- 相变材料的相变潜热从纯 PCM 的 352.3 J/g 下降到
H 2 O/SPH 337.1 J/g，仅下降 4.3%。与常龙娇 [20] 制备的癸酸-棕