生物质材料负载有机酸类室温相变材料的泄露控制与储能机理研究

In order to improve bio-material energy efficiency and energy savings, this project utilize the features of wood material with rich porous structures, to encapsulate organic solid-liquid phase change material, then wood cellulose based form-stable phase change materials will be prepared. Focus on the following contents: （1）Screening of organic solid-liquid phase change material, phase change temperature, latent heat storage capacities, thermal conductibility and coefficient of thermal expansion, thermal stability etc. To reveals the basic.relationships between structure and property; （2）To study the relationship of wood cellulose particle，size distribution，internal void fraction and properties for phase change material. （3）By the accelerated aging test combined with Fick Diffusion Theory and Darcy's Law, to simulate and predict liquid leakage behavior of phase change material for different factors over a long period. （4）To establish preparation technology of phase change materials and phase change material leakage control system,phase change energy storage mechanism will be revealed at temperature controlling.

为了提高生物质材料利用效率和节约能源，项目利用木质原料具有丰富孔隙结构的特点，将木质纤维素作为多孔基体对有机固-液相变材料进行封装定形。重点研究以下内容：（1）有机固-液相变材料的筛选与复合，通过对相变温度、相变潜热、导热和膨胀系数、热稳定性等基本热性能的测试，揭示结构-性能关系的基本规律；（2）研究木质纤维素颗粒、孔径大小、内部空隙尺寸与负载相变材料关系；研究相变材料的封装定形方法、温控储能机理、热降解机理和物理力学性能等；（3）采用加速老化测试结合Fick扩散理论和达西定律，模拟和预测不同因素对相变储能材料在长期使用过程中液相泄漏行为的影响。（4）建立生物质材料负载有机酸类室温相变材料的制备技术、相变材料泄漏控制理论体系，揭示其温控相变储能机理。

在能源和环境问题日益突出，石化材料将面临资源枯竭的困境之下，生物质材料是一种可循环和再生的天然材料，由于其价格相对稳定，而且符合可持续发展战略要求，近年来越来越受到木材科学研究领域的科学家们高度重视，对木质纤维素材料的功能化研究已经成为目前生物质材料领域新的热点。为了提高生物质材料利用效率和节约能源，项目利用木质原料具有丰富孔隙结构的特点，将木质纤维素、木材等作为多孔基体对有机固-液相变材料进行封装定形。重点研究了以下内容：. (1) 筛选了有机固-液相变材料，采用月桂酸和肉豆蔻酸、癸酸和棕榈酸等作为脂肪酸类相变材料，共熔混合物相变温度为23-25℃、相变潜热高于140J/g、导热系数提高到0.49W/(mK)。. (2) 通过比表面积及孔体积方法，研究了木质纤维孔径大小、内部空隙尺寸与负载相变材料关系，改性木质纤维增大了孔的比表面积，比表面积和孔体积分别为3.106 m2•g-1和0.00419 cm3•g-1，吸附相变材料后降低为0.002 m2•g-1和0.00263 cm3•g-1，表明了改性木质纤维具有良好的吸附能力。 . (3) 因为木材中含有大量的抽提物、侵填体、树胶、树脂等堵塞木材中的管孔以及管孔中纹孔，其对木材的渗透性造成很大的影响。通过对木材进行化学改性，达到增大孔道结构的效果，并将其与癸酸-棕榈酸通过真空吸附等方法进行复合，其吸附量最大高达86.6%。. (4) 建立了生物质材料负载有机酸类室温相变材料的制备技术、相变材料泄漏控制方法，并对其温控相变储能机理进行了研究。.通过项目研究，获得了适于室温的相变储能材料，以纤维素或改性木材等作为支撑材料，通过真空吸附等方法制备生物质/有机酸定型相变储能材料，该材料具有温度控制恒定、节能效果好等优点，可在太阳能利用、采暖和空调、蓄热建筑等众多领域具有重要的应用价值和广阔的前景。