Page 114 - 《精细化工》2023年第6期

第 40 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.40, No.6
20 23 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2023

功能材料
二维手风琴状棕榈酸/MXene 复合

相变材料的制备及性能

孟良晨 1,2 ，闫 霆 1,2* ，王 凯 1,2 ，汤 鑫 1,2 ，潘卫国 1,2*

（1. 上海电力大学 能源与机械工程学院，上海 200090；2. 机械工业清洁发电环保技术重点实验室，
上海 200090）

摘要：以二维过渡金属碳化物、氮化物和/或碳氮化物（MXene）为支撑骨架，以棕榈酸（PA）为相变材料，通
过熔融共混法制备 MXene 复合材料（PA/MXene），并对不同 Mxene 质量分数的 PA/MXene 进行了结构表征和
热性能分析。结果表明，与纯 PA 相比，MXene 质量分数为 20%的 PA/MXene（记为 PA/MXene-20%）吸光范
围从 200.0~263.2 nm 拓展到 200.0~679.3 nm，热分解温度提高了 13%，导热能力可增加 200.0%，光热转换效率
达到 84.5%，可实现太阳能光热转换、热能储存的一体化应用。
关键词：热能储存；相变材料；棕榈酸；热储存特性；光热转换；功能材料
中图分类号：TK124；TB332 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 06-1264-08

Preparation and properties of two-dimensional accordion-like
palmitic acid/MXene composite phase change materials

1,2
1,2
1,2
MENG Liangchen , YAN Ting 1,2* , WANG Kai , TANG Xin , PAN Weiguo 1,2*
（1. College of Energy and Mechanical Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China;
2. Key Laboratory of Clean Power Generation and Environmental Protection Technology in Mechanical Industry,
Shanghai 200090, China）
Abstract: MXene composites (PA/MXene) was prepared by melt blending method with two-dimensional
transition metal carbide, nitride and/or carbon nitride (MXene) as support skeleton and palmitic acid (PA) as
phase change material. The structure and thermal properties of PA/MXene with different MXene mass
fractions were then analyzed. The results showed that compared with those of pure PA, the light absorption
range of the PA/MXene with MXene mass fraction of 20% (denoted as PA/MXene-20%) was increased
from 200.0~263.2 nm to 200.0~679.3 nm, the degradation temperature was increased by 13%, the thermal
conductivity was increased to 200.0%, and the photothermal conversion efficiency reached 84.5%.
PA/MXene-20% could realize integrated application of solar photothermal conversion and thermal energy
storage.
Key words: thermal energy storage; phase change materials; palmitic acid; thermal storage properties;
photothermal conversion; functional materials

[2]
[3]
随着化石燃料的枯竭和能源供需差距的扩大， 筑材料 、电池热管理 、太阳能热利用 [4-8] 和工业
如何充分利用可再生能源（如太阳能）和热能储存 余热回收等领域 [9-10] 。与无机 PCM 相比，有机 PCM
是当前研究重点。潜热储能又称为相变储热，通过 因其无腐蚀性和较小的过冷度而得到人们的广泛关
利用物质的相变过程来吸收和释放热量，从而实现 注 [11-13] 。然而，纯有机 PCM 存在导热能力差和封装
[1]
热能储存 。相变材料（PCM）被广泛用于智能建 性能差的缺点。较差的封装性能易使 PCM 在相变过

收稿日期：2022-09-28; 定用日期：2022-12-07; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220886
基金项目：上海市科委科技攻关项目（18DZ1202502，21DZ1207203）
作者简介：孟良晨（1999—），男，硕士生，E-mail：meng0617LC@163.com。联系人：闫 霆（1981—），男，讲师，E-mail：
yt81725@126.com；潘卫国（1967—），男，教授，E-mail：pweiguo@163.com。