CN108531138A - 低过冷度四元十二水磷酸氢二钠基相变蓄热材料 - Google Patents

低过冷度四元十二水磷酸氢二钠基相变蓄热材料 Download PDF

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靳浩
李子明
曹改瑜
滕海鹏
魏利平
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    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials

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Abstract

本发明公开了一种四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，其各组分及其质量百分含量为：Na2HPO4•12H2O 75%~95%；Na2SO4•10H2O 3%~22%；Na2SiO3·9H2O 1%~5%；石墨1%~7%。上述复合材料中还含有水，其中复合材料与水的质量比为1：（1~1.3）。本发明涉及热能利用中相变蓄热材料、强化导热和降低过冷度，特别是实现了Na2HPO4•12H2O基相变蓄热材料过冷度的控制，拓宽了其使用范围，提高了使用的稳定性。

Description

低过冷度四元十二水磷酸氢二钠基相变蓄热材料
技术领域
本发明涉及一种低过冷度和高热导性的四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热材料及其制备方法。
背景技术
无机盐水合盐相变材料属于固-液相变材料。无机盐水合盐相变材料在实际使用中遇到的主要问题之一就是过冷。通过共融复合，以及添加增稠剂等办法可以有效地降低无机盐水合盐相变材料的过冷度。
采用复合的办法降低Na2HPO4•12H2O相变蓄热材料的过冷度，可拓宽了其使用范围，提高了使用的稳定性。采用复合的办法提高Na2HPO4•12H2O相变蓄热材料的导热性，有利于拓宽了其使用范围，提高了使用的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种低过冷度和高热导性的四元Na2HPO4•12H2O的相变蓄热复合材料及其制备方法。
本发明实现过程如下：
四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，其特征在于各组分及其质量百分含量为：Na2HPO4•12H2O 75% ~ 95%；Na2SO4•10H2O 3% ~ 22%；Na2SiO3·9H2O 1% ~ 5%；石墨 1%~7%。
上述复合材料中还加有水，其中复合材料与水的质量比为1：（1~1.3）。
四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料的制备方法：将Na2HPO4•12H2O、Na2SO4•10H2O、Na2SiO3·9H2O和石墨混合后在70℃保温至水合盐完全融化，然后置入20℃度进行冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料。
若复合材料含有水，其制备方法为：将Na2HPO4•12H2O、Na2SO4•10H2O、Na2SiO3·9H2O和石墨加至水中混合，在70℃保温至水合盐完全融化，然后置入20℃度进行冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料。
本发明涉及热能利用中相变蓄热材料、强化导热和降低过冷度，特别是实现了Na2HPO4•12H2O基相变蓄热材料过冷度的控制，拓宽了其使用范围，提高了使用的稳定性。
附图说明
图1为低过冷度四元Na2HPO4·12H2O基复合蓄热材料的制备。
具体实施方式
如图1中a和b为两种制备方法。在图1 a中，根据设定的化学组成，将无机水合盐化学药品置入封闭的坩埚（容器）里进行共同加热融化，然后经过冷却得到复合材料；在图1 b中，根据设定的化学组成，将无水无机盐化学药品置入封闭的容器（或坩埚）里，再按照水合盐的化学计量推算出水的用量，将化学计量的水加入到容器中，物料溶化后加热融化，然后经过冷却得到复合材料。
实施例1
将95%的Na2HPO4·12H2O、3%的Na2SO4·10H2O、1%的Na2SiO3·9H2O，1%的石墨，共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，40分钟后容器内水合盐完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例2
将88%的Na2HPO4·12H2O、7%的Na2SO4·10H2O、2%的Na2SiO3·9H2O，3%的石墨，共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，43分钟后容器内水合盐完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例3
将81%的Na2HPO4·12H2O、10%的Na2SO4·10H2O、5%的Na2SiO3·9H2O，4%的石墨，共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，43分钟后容器内水合盐完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.2℃。
实施例4
将75%的Na2HPO4·12H2O、13%的Na2SO4·10H2O、5%的Na2SiO3·9H2O，7%的石墨，共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，45分钟后容器内水合盐完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例5
将90%的Na2HPO4·12H2O、3%的Na2SO4·10H2O、4%的Na2SiO3·9H2O，3%的石墨，共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，43分钟后容器内水合盐完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.2℃。
实施例6
将38.00%的无水Na2HPO4、1.32%的无水Na2SO4、0.45%的无水Na2SiO3，1.00%的石墨，以及59.23%的水共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，45分钟后容器内物料完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例7
将36.00%的无水Na2HPO4、3.09%的无水Na2SO4、0.87%的无水Na2SiO3，7%的石墨，以及53.04%的水共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，46分钟后容器内物料完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例8
将34.00%的无水Na2HPO4、4.41%的无水Na2SO4、0.43%的无水Na2SiO3，2.80%的石墨，以及58.36%的水共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，44分钟后容器内物料完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例9
将30.00%的无水Na2HPO4、9.26%的无水Na2SO4、2.15%的无水Na2SiO3，3.37%石墨，以及55.22%的水共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，41分钟后容器内物料完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。
实施例10
将36.00%的无水Na2HPO4、1.32%的无水Na2SO4、1.82%的无水Na2SiO3，2.55%的石墨，以及58.31%的水共同加入到容器中，并将容器密封置入70℃的恒温水浴中，40分钟后容器内物料完全融化，然后置入20℃度的恒温水浴中冷却，得到四元Na2HPO4•12H2O基相变蓄热复合材料，该材料过冷度为0.3℃。

Claims (4)

1.四元Na2HPO4·12H2O基相变蓄热复合材料，其特征在于各组分及其质量百分含量为：Na2HPO4·12H2O 75% ~ 95%；Na2SO4·10H2O 3% ~ 22%；Na2SiO3·9H2O 1% ~ 5%；石墨 1%~7%。
2.根据权利要求1所述的四元Na2HPO4·12H2O基相变蓄热复合材料，其特征在于：复合材料还含有水，其中复合材料与水的质量比为1：（1~1.3）。
3.权利要求1所述四元Na2HPO4·12H2O基相变蓄热复合材料的制备方法，其特征在于：将Na2HPO4·12H2O、Na2SO4·10H2O、Na2SiO3·9H2O和石墨混合后在70℃保温至水合盐完全融化，然后置入20℃度进行冷却，得到四元Na2HPO4·12H2O基相变蓄热复合材料。
4.权利要求2所述四元Na2HPO4·12H2O基相变蓄热复合材料的制备方法，其特征在于：将Na2HPO4·12H2O、Na2SO4·10H2O、Na2SiO3·9H2O和石墨加至水中混合，在70℃保温至水合盐完全融化，然后置入20℃度进行冷却，得到四元Na2HPO4·12H2O基相变蓄热复合材料。
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