摘要
世界经济和科技在高速发展的同时也给能源环境带来巨大压力，其中建筑能耗占比逐年上升。相变储能技术是一种实现建筑节能的有效途径，将相变材料合理引入建筑围护结构中可以对室内温度起到被动调节作用。其中脂肪酸和脂肪醇类相变材料因具备热容大、安全无毒和绿色易得等优势成为近年来的研究热点。但由于单一的脂肪酸和脂肪醇的相变温度普遍较高，无法满足建筑中调温储能的要求，同时固-液相变材料在使用中的泄漏问题导致其应用范围受到限制。本文针对以上问题开展研究，主要工作如下： （1）选用正癸酸（CA）、十八醇（OD）为相变原料通过熔融共混法制备出CA-OD二元共晶系，以理论计算为指导通过步冷曲线法确定其最佳质量比为mCA:mOD=85:15。利用差式扫描量热仪（DSC）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、热重分析仪（TG）和加速热循环实验等对CA-OD的性能及结构进行分析，结果表明：CA-OD具有化学性质温度、耐热性强和循环稳定性良好等特点，同时其相变温度也处于人体舒适温度范围，相变潜热较高，储热控温性能良好。采用“煅烧+酸洗”的方法清除硅藻土孔隙中杂质，利用X射线粉末衍射仪（XRD）和SEM对硅藻土改性前后的微观结构及组成进行表征，结果表明：盐酸溶液浓度的提升会增强其对硅藻土的改性效果，其中5mol/L盐酸溶液对硅藻土孔径扩大倍率最高。同时，硅藻土改性前后孔隙中无新物质生成。 （2）采用真空吸附法制备CA-OD/DME定形储能相变材料，并通过单因素试验和正交试验确定最优吸附条件为:mCA-OD:mDME=35:65、吸附温度60℃、吸附真空度0.04MPa、吸附时长60min。利用DSC、FT-IR、XRD、SEM、TG、加速热循环实验和扩散-渗出圈实验等方法对CA-OD/DME的热物性能、结构特性及稳定性等进行分析，结果表明：CA-OD/DME定形相变材料具有适宜的相变温度，良好的化学稳定性、耐热性及循环稳定性。同时，PCM均匀嵌入改性硅藻土孔隙中，有效防止了相变工质的渗出，热可靠性良好，满足建筑领域使用要求。 （3）在石膏凝胶材料中掺入不同质量分数的CA-OD/DME定形相变储能材料，制备出一系列相变储能石膏试板，利用储热性能测试、SEM、加速热循环实验和扩散-渗出圈实验等方法对比相变储能石膏板与普通石膏板的储热性能及稳定性，结果表明：CA-OD/DME掺量越高的相变储能石膏试板内、外表面温度延迟时间越长，热滞后现象越明显，其中CA-OD/DME掺量为25%的相变石膏试板温度阻尼率为1.79。同时，CA-OD/DME填充了石膏凝胶材料间的孔隙，结构致密紧实，具有良好的循环稳定性和热可靠性，可以应用于建筑节能领域。
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