以金屬作為固-液相變材料(PCMs)一直以來都是相變儲熱領域的研究熱點之一。然而,由于在相變過程中易發生泄露和腐蝕問題,金屬相變材料的應用受到嚴重的限制。采用微膠囊封裝技術制備相變微膠囊,可以解決金屬融化后的泄露和腐蝕問題,對促進金屬相變儲熱技術的大規模應用,具有重要意義。
目前,金屬(shu)相變材料(liao)的(de)微膠囊化比較困難,技術還不成(cheng)熟。近(jin)日,電力學院朱春(chun)宇教授(shou)課題組通(tong)過簡單的(de)水(shui)蒸汽/水(shui)煮自(zi)氧(yang)化、高溫熱氧(yang)化兩(liang)步處(chu)理(li)的(de)方法成(cheng)功制備了具有核-殼(ke)結構(gou)的(de)Sn SnO2相變微膠囊。兩(liang)步法處(chu)理(li)過程包括:1)水(shui)蒸汽/水(shui)煮預處(chu)理(li),在金屬(shu)顆(ke)粒表(biao)面形(xing)成(cheng)SnO2·xH2O前驅體薄膜(mo);2)氧(yang)氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)氛下熱氧(yang)化處(chu)理(li),進一步生成(cheng)穩定、厚實的(de)SnO2殼(ke)膜(mo)。
Sn SnO2相變(bian)微膠囊的制備(bei)流程:(a)水(shui)蒸汽預處(chu)理,(b)水(shui)煮預處(chu)理
制得的(de)Sn SnO2相變(bian)微膠囊的(de)相變(bian)溫度為~232℃,相變(bian)潛(qian)熱為~53 J/g,并且具有優異的(de)熱循環穩定性(xing)。在100次熔化-凝固后,其(qi)熱物性(xing)基本不變(bian),核(he)-殼結構仍保持完(wan)好。這項(xiang)研究為制備金(jin)屬(shu)相變(bian)微膠囊提供(gong)了(le)可行的(de)策略。
100次熔化-凝固(gu)循(xun)環后的掃(sao)描電(dian)鏡(jing)圖:(a)vapor-30,(b)vapor-90 and(c)water-20
樣品(pin)water-20的100次熔化-凝固循環后的斷面的EPMA分析
相關研(yan)究以“Synthesis of Sn SnO2 core-shell microcapsules by a self-oxidation strategy for medium temperature thermal storage“為題,在(zai)線發(fa)表于Chemical Engineering Journal2021,420,129906(影響因子:10.652)。電力學院盛楠副教授(shou)為第一作(zuo)者,碩士研(yan)究生盧家(jia)輝為第二作(zuo)者,朱春宇教授(shou)為通訊作(zuo)者。