《摻雜銅、銀納米線的定形相變材料的製備及性能研究》是依託長沙理工大學，由曾巨瀾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：摻雜銅、銀納米線的定形相變材料的製備及性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曾巨瀾
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
定形相變材料是相變儲熱材料一個重要的發展方向，它相變前後外觀形狀不變，有重要的套用價值，但是它過低的導熱係數又嚴重製約了其套用。某些一維納米材料如銅、銀納米線等具有很好的導熱性能和高的長徑比。本項目擬首先製備出單晶結構銅納米線和雙晶結構銀納米線，同時研究採用聚合物支撐法和軟硬嵌段法製備出聚苯胺基和聚乙二醇基兩大系列定形相變材料。在此基礎上研究將製得的銅、銀納米線與定形相變材料複合的方法，結合熱力學研究手段，製得具有高儲熱能力和高導熱能力的複合定形相變材料；採用微觀結構表征手段研究複合材料內部納米線、相變材料和支撐材料的結構特點及它們之間的界面特性，了解它們之間的相互作用；再進一步研究導熱性能之數學模型的建立與最佳化，得到合理的數學模型；在此基礎上，本項目還將探索所製備的複合定形相變材料對鋰離子電池充放電過程的熱保護套用,為高潛熱、高導熱的定形相變材料的製備與套用提供指導。
結題摘要
定形相變材料是相變儲熱材料的一個重要的發展方向，在太陽能熱利用與熱管理領域有廣闊的套用前景。本項目通過表面聚合的方法製備出了以聚苯胺為支撐材料的聚苯胺/脂肪酸和聚苯胺/脂肪醇兩類定形相變材料。定形相變材料中脂肪酸（醇）的含量可達80%（70%），相變儲熱能力達150~170 J/g。同時，通過軟硬嵌段的方法製備了異氰酸酯/聚乙二醇定形相變材料，其相變儲熱能力達130 J/g左右。為改善定形相變材料的導熱性能，本項目通過添加銅、銀納米線以提高定形相變材料的導熱係數。對含納米線的定形相變材料製備方法和納米線對定形相變材料熱力學性能的影響進行了系統的研究。結果表明：金屬納米線表面被有機相變材料包覆後，納米線不會被製備聚苯胺時所需加入的過硫酸銨破壞。這一發現可為金屬納米線/高分子複合材料的製備提供借鑑。銅、銀納米線可以有效地增強相變材料的導熱性能，金屬納米線的長度、直徑與長徑比對複合定形相變材料的熱力學性能有重要的影響。此外，我們採用電化學-量熱聯用技術系統研究了鋰離子電池在不同溫度和不同充放電倍率下的吸放熱特徵，為將相變材料套用於此類電池的熱保護打下了基礎。本項目同時還開展了膨脹石墨類材料作為導熱填料套用於定形相變材料的研究，結果表明以納米膨脹石墨片為導熱填料的定形相變材料可以承受較高的壓力而不泄漏且其導熱係數可得到大幅度提升。基於部分研究結果共發表SCI收錄論文11篇，培養研究生4名，並申請公開國家發明專利2件。
