高嶺土是一種天然的黏土礦物,具有典型的1:1層狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu),天然的層狀結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的吸附性和較好的生物相容性,使得高嶺土在新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
1、高嶺土在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用高嶺土在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,人類(lèi)對(duì)能源的需求量越來(lái)越大,各國(guó)也都在采取積極有效的措施來(lái)減少能源的損失。中國(guó)人口眾多,城市建筑面積大,做好建筑領(lǐng)域的節(jié)能問(wèn)題將會(huì)大大減少中國(guó)每年的能源損失。選擇具有適宜相變溫度和較好儲(chǔ)熱特性的相變材料對(duì)建筑節(jié)能具有深遠(yuǎn)意義。傳統(tǒng)的的單一相變材料由于其組成單一,難以滿(mǎn)足室內(nèi)調(diào)溫的相變溫度范圍。脂肪酸類(lèi)和醇類(lèi)固-液相變材料具有很好的相混性,制備的二元體系低共熔物很好地拓展了相變溫度范圍。但有機(jī)相變材料由于其導(dǎo)熱系數(shù)低,相變過(guò)程中有液相產(chǎn)生,故其應(yīng)用有很大局限性。高嶺土具有天然的納米片層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱系數(shù)高,能夠作為良好的載體,在相變材料中具有廣泛的應(yīng)用。以二甲基亞砜(DMSO)為插層劑,采用熔融插層方法對(duì)煤系高嶺土插層改性,并以插層改性后的高嶺土為基體,在其層間分別插入相變材料月桂醇(LAL)和月桂酸(LA),成功制備了二元有機(jī)/煤系高嶺土復(fù)合相變儲(chǔ)能材料。比較不同復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的儲(chǔ)熱性能(表1)。由表1可知,LA-LAL/Kaolin二元有機(jī)/煤系高嶺土復(fù)合相變儲(chǔ)能材料相變溫度均在室溫范圍內(nèi)。可見(jiàn),插層改性后的煤系高嶺土層間插入二元有機(jī)低共熔物可用來(lái)調(diào)控室內(nèi)的溫度變化?;诖颂匦裕袡C(jī)/煤系高嶺土復(fù)合相變儲(chǔ)能材料可廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè),達(dá)到節(jié)能的目的。
采用真空浸漬法制備的三種高嶺土基復(fù)合相變材料(Kb-CPCMs)]具有良好的蓄熱、通風(fēng)和空調(diào)功能,適用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的采暖、通風(fēng)和空調(diào)。對(duì)天然煤系高嶺石礦物煅燒、酸浸,成功合成了二氧化硅納米板(SNSs),使得顆粒較小、分散性好、尺寸在5nm左右的Ag納米顆粒(AgNPs)能夠均勻地附著在Sn2+活化的SNSs表面,大大提高了Ag/Sn2+-SNSs的導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性。通過(guò)與聚乙二醇(PEG)進(jìn)一步雜交合成PEG@Ag/Sn2+-SNSs,其最大容量達(dá)到66.1%,融化潛熱達(dá)到113.9J/g,導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到0.84W/(mK)。Ag/Sn2+-SNSs的結(jié)構(gòu)協(xié)同作用,提高了相變材料的熱導(dǎo)率。AgNPs的引入使得材料的熔化和凝固周期明顯縮短,促進(jìn)了復(fù)合相變材料(PCM)的傳熱。此外,復(fù)合相變材料PCM在200次循環(huán)后仍能保持良好的熱可靠性,充分說(shuō)明其在儲(chǔ)熱系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。太陽(yáng)能儲(chǔ)量大、分布廣、清潔環(huán)保,但由于其能量密度低、分布不均勻、不穩(wěn)定等局限性一直未能大規(guī)模應(yīng)用。儲(chǔ)熱材料可利用自身可逆的相變反應(yīng),實(shí)現(xiàn)熱量的存儲(chǔ)與釋放,能夠大大改善太陽(yáng)能熱發(fā)電站工作效率低的問(wèn)題,對(duì)于太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用具有實(shí)際意義。以高嶺土和硬脂酸鈉為原料,制備出新型的高嶺土/硬脂酸鈉相變儲(chǔ)熱材料。由表2可知,高嶺土/硬脂酸鈉相變儲(chǔ)熱材料與同類(lèi)型相變儲(chǔ)熱材料相比,該相變儲(chǔ)熱材料熔融潛熱和冷凝潛熱分別高達(dá)109.25、109.01J/g。因此,高嶺土/硬脂酸鈉相變儲(chǔ)熱材料更適用于太陽(yáng)能熱發(fā)電站的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。對(duì)高嶺土/硬脂酸鈉相變儲(chǔ)熱材料進(jìn)行了熱循環(huán)試驗(yàn)。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)500次熱循環(huán)后,相變儲(chǔ)熱材料熔融溫度、冷凝溫度、熔融潛熱和冷凝潛熱等性能變化均不大,而且熱循環(huán)后相變儲(chǔ)熱材料吸收峰的位置及形狀沒(méi)有發(fā)生明顯變化,充分說(shuō)明高嶺土/硬脂酸鈉相變儲(chǔ)熱材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。青島伊力特化工的服務(wù)宗旨:努力做Z好產(chǎn)品、做Z優(yōu)質(zhì)的服務(wù),硫酸鋇我們更專(zhuān)業(yè)!