硬脂酸插层高岭石复合相变材料的制备和热性能研究.docx

硬脂酸插层高岭石复合相变材料的制备和热性能研究
硬脂酸插层高岭石复合相变材料的制备和热性能研究
摘要：随着能源危机和环境污染问题的日益严重，相变材料作为一种高效的能量储存材料备受关注。本文以硬脂酸为相变材料，并通过插层高岭石的方法制备硬脂酸插层高岭石复合相变材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和差热分析（DSC）等方法对制备材料的表面形貌、结晶结构以及热性能进行了研究。结果表明，硬脂酸成功插层在高岭石层间，并形成了纳米复合材料。该复合材料的相变温度和潜热性能良好，具有优异的热能储存效果，表明硬脂酸插层高岭石复合相变材料具有潜力应用于太阳能储能等领域。
关键词：硬脂酸；高岭石；插层复合材料；相变材料；热性能
1.引言
能源危机和环境污染问题已成为全球面临的共同挑战。为了解决能源的高效利用和减少环境污染，相变材料的应用逐渐引起人们的关注。相变材料可以通过吸热和放热过程来调节温度变化，充当热储存的媒介，广泛应用于太阳能热能储存、建筑节能等领域。
2.实验材料及方法
2.1材料
硬脂酸（C18H36O2）和高岭石（Al2Si2O5(OH)4）是本实验的主要材料。硬脂酸作为相变材料具有相变温度在40-60℃的范围，且潜热较高。高岭石是一种层状矿物，具有大量的层状结构，可作为插层材料。
2.2制备方法
首先，将硬脂酸溶解于无水醇溶剂中，并加入适量的高岭石，形成硬脂酸-高岭石混合溶液。然后，将混合溶液进行超声处理，并加热至80℃，使硬脂酸能够插层在高岭石的层间。最后，将制备的混合物进行离心和洗涤，以去除未插层的硬脂酸和外部杂质。
3.结果与讨论
3.1表面形貌分析
利用扫描电子显微镜（SEM）观察制备材料的表面形貌。结果显示，硬脂酸插层在高岭石层间形成了纳米复合结构，表面均匀且致密。这种插层结构有利于形成稳定的相变储能体系。
3.2结晶结构分析
通过X射线衍射（XRD）分析制备材料的结晶结构。结果显示，硬脂酸插层高岭石复合相变材料的XRD图谱与纯高岭石的图谱相比，出现了新的峰位增加，表明硬脂酸成功插层在高岭石层间。
3.3热性能分析
通过差热分析（DSC）研究制备材料的热性能。结果表明，硬脂酸插层高岭石复合相变材料具有良好的相变温度和潜热性能。相变温度在40-60℃范围内，潜热较高，达到XXJ/g。这表明该复合材料具有优异的热能储存效果，可用于太阳能储能等领域。
4.结论
本文以硬脂酸为相变材料，成功制备了硬脂酸插层高岭石复合相变材料。通过SEM、XRD和DSC等方法对制备材料的表面形貌、结晶结构和热性能进行了研究。结果表明，硬脂酸成功插层在高岭石层间，并形成了纳米复合材料。该复合材料具有良好的相变温度和潜热性能，表明其具有潜力应用于太阳能储能等领域。