2022 PHD-3 ONGOING
发布时间: 2024/08/21 发布者： 原创 浏览量：
石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的制备与性能研究
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项目负责人： 吕国诚 博士生： 卞建华 |
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研究背景：
如何持续降低能源消耗和碳排放是社会面临的关键问题。作为一种储热技术，相变可以在小温度范围内实现大量的能量转换。相变材料可以实现储能，它利用熔化过程中的吸热和固化过程中的放热特性，实现热能的有效储存和利用。相变材料可以应用于建筑，具有很强的市场需求和应用前景。本项目拟采用石油焦对石油基相变材料—石蜡进行封装，制备石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料，针对石油焦孔隙结构及其对相变材料性能的影响、复合相变材料的导热性问题以及二次泄露问题展开研究，为相变材料的商业化应用提供基础。
研究目标：
（1）石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的制备及性能。以石油焦为原料，制备石油焦多孔碳，然后制备石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料。
（2）石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的导热性能增强机制。通过对石油焦多孔碳进行化学改性的方式，通过原位增强导热性能的方式，增强复合相变材料的导热性。
（3）石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的热循环性能增强机理。探索合适的复合相变材料循环稳定性增强工艺，解决复合相变材料泄露难题，延长复合相变材料使用寿命。
本项目拟通过上述研究，制备出结构稳定、性能优异的石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料，为相变材料的商业化应用提供新的思路和实验依据。
（1）石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的制备及性能。以石油焦为原料，制备石油焦多孔碳，然后制备石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料。
（2）石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的导热性能增强机制。通过对石油焦多孔碳进行化学改性的方式，通过原位增强导热性能的方式，增强复合相变材料的导热性。
（3）石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的热循环性能增强机理。探索合适的复合相变材料循环稳定性增强工艺，解决复合相变材料泄露难题，延长复合相变材料使用寿命。
本项目拟通过上述研究，制备出结构稳定、性能优异的石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料，为相变材料的商业化应用提供新的思路和实验依据。
项目成果：
● 通过盐模板法成功制备了具有三维网状结构的疏水性PCPC，孔隙率高达78.68%，并利用真空浸渍法成功制备了PCPC-PW复合相变材料，为固体石油焦废料用于可持续能源发展提供了新的途径;
● PCPC与PW之间有良好的化学相容性，形状稳定的1:9 PCPC-PW复合相变材料的熔化焓最高，可以达到125.4 J/g，具有可靠的热稳定性，具有良好的热导性 (0.418 W/mK)，相较于PW，导热系数提升40.3%。PCPC-PW具有良好的热可靠性，在100圈循环后仍然能保持95%以上的熔化焓，循环过程中材料保持了良好的化学性质。
大会报告 1：石油焦多孔碳/石蜡复合相变材料的制备及性能研究