Ba(OH)2•8H2O相变储热材料的改性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

储热技术是为了平衡许多能源利用系统中存在的不协调的供能和耗能之间关系的，避免不合理的能量利用及大量的能量浪费。因此，能量供求双方在时间、强度上的不匹配得到有效缓解，能源被合理地利用、环境污染得到有效地改善。广义上的储热技术包括储热技术和储冷技术两种，其中储热技术包括显热储热和相变储热。显热储热是利用材料自身的比热容来储存/释放热能，相变储热是利用相变材料pcm（phasechangematerials）发生相变时进行的吸/放热能量转化方式来储存/释放热能。相变储热材料(pcm)在发生相变时,可以吸收环境的热(冷)量,并在需要时放出热(冷)量,从而达到控制周围环境温度的目的。从材料的化学组成来看,相变储热材料可分为无机及有机材料两大类;按储热方式,又可分为固-液相变储热和固-固相变储热两类,气体化合物和乳液相变储热方式正在研究发展之中。

相变材料作为储能载体,可缓解能源紧张的难题,提高能源利用效率和保护环境，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，已被广泛应用于空调储冷、智能建筑物的自动恒温、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用及太阳能应用中的能量储存和交换技术,在保暖服装、冷敷保健、仪器散热等领域也具有潜在的应用前景和市场，是世界范围内的研究热点。目前，在太阳能热水器上相变技术的研究应用较多。相变集热系统热水器是将相变储能材料内置于太阳能集热器一组真空管内，在阳光照射集热器时，集热器产生的热量在相变储能材料中，当自来水的冷水进入集热器会经过每个真空管的相变材料，这一过程冷水的过热面积很大，路径很长，所以集热效率非常高，水温升得更快、更高，并且冷水随过、热水随出的效果比较理想。相变集热系统独具的蓄热功能，到了晚上，储存的热能也能满足家庭用水。太阳能相变储热的发展前景很广，也符合节约资源、保护环境的宗旨，一直是国内外研究的重点。

结晶水合盐相变材料是一种重要的中低温固-液相变储能材料。这种材料的优点是熔解热高，熔化时体积变化小，与有机类相变材料相比，具有较高的导热系数。但结晶水合盐存在严重过冷现象、相分离等缺点。过冷现象即物质冷凝到“冷凝点”并不结晶，而需到“冷凝点”以下温度才开始结晶，同时使温度迅速上升到冷凝点。这种现象促使物质不能及时发生相变，造成结晶点滞后，成核率降低，所有水合盐都有过冷现象，只是不同物质不同环境下过冷度有所不同。减小过冷，防止相分离是研究水合盐类储能材料的技术难点。为了消除或减缓其过冷度和抑制相分离，通常采用的办法是添加一定量的成核剂和增稠剂。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究基本内容：

基于八水氢氧化钡存在过冷和相分离问题，为了消除或减缓其过冷度和抑制相分离，通常采用的办法是添加一定量的成核剂和增稠剂。本实验用聚丙烯酰胺做增稠剂，y2o3为形核剂，对八水氢氧化钡进行改性，对改性后材料表征，并测定相变潜热和热容变化。在本实验前，应查阅相关资料，了解增稠机理和形核机理。

原料和仪器：ba(oh)2·8h2o相变材料（分析纯）、聚丙烯酰胺、y2o3、差示扫描量热仪、xrd、tem、sem等。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-8周：改性八水氢氧化钡的制备和表征。

第9-12周：改性八水氢氧化钡的性能研究。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]盛强,邢玉明,王泽.成核剂对八水氢氧化钡相变材料过冷度的影响[j].化工新型材料,2015,43(2):100-102.

[2]丁益民，阎立诚，薛俊慧.水合盐储热材料的成核作用[j］．化学物理学报,1996,9(1):83-86.

[3]李美容，柳智，曹绪龙，等.疏水缔合型聚丙烯酰胺（hapam）和常规聚丙烯酰胺（hpam）的增粘机理[j]。石油学报（石油加工），2012,28（6）：1037-1042