首页资源分类其它科学普及 > 磷酸二氢钠

磷酸二氢钠

已有 451496个资源

下载专区

上传者其他资源

    文档信息举报收藏

    标    签:过冷度相分离相变材料

    分    享:

    文档简介

    研究了改善Na2HPO4·12H2O 的过冷和相分离问题的改性技术。通过添加成核剂和增稠剂,在55℃及20℃下

    进行熔化-冷却循环实验,采用差示扫描量热法分别研究了成核剂及增稠剂的种类及用量对Na2HPO4·12H2O 相变温度

    及相变潜热的影响规律。实验结果表明:活性氧化铝和羧甲基纤维素钠分别能改善Na2HPO4·12H2O 过冷和相分离现象,

    加入1.0 g 活性氧化铝作为成核剂,1.0 g 羧甲基纤维素钠作为增稠剂,能将改性后的Na2HPO4·12H2O 过冷度从26℃降

    低到14℃,相变潜热为220 Jg1,经过熔化-冷却循环实验30 次后未出现相分离现象。

    文档预览

    第 23 卷第 4 期          大 连 轻 工 业 学 院 学 报          Vol.23, No .4 2 00 4年12 月 Journal of Dalian Institute of Light Industry Dec.2 0 0 4 文章编号 :1005-4014(2004)04-0246-03  对无机蓄热材料磷酸氢二钠性能的改进 于长顺 , 王  岩 , 尹宇新 , 刘  学 (大连轻工业学院 化工与材料学院 , 辽宁 大连  116034) 关键词 :蓄热材料 ;显热 ;潜热 摘要 :无机蓄热材料过冷现象比较普遍 , 本文报道对磷酸氢二 钠作为低 温蓄热材料 的性能改 进实 验研究 。 加入适量 的抗过冷剂(成核剂)和 抗沉淀剂 。 分析不 同比例试 样放热 的步冷 曲线 。 通 过 示差扫描量热(DSC)法 , 计算和综合评估玻璃化 转移温度 、相变温度及相变热 。 结果表明磷酸 氢二 钠蓄热材料相变温度在 49 ~ 57 ℃, 相变时间可达 10 ~ 22 min 。 中图分类号 :T K 02 ;T Q 126.35    文献标识码 :A Improvement for heat-storing performance of two-sodium phosphoric acid hydrogen Y U Chang-shun , WANG Y an , Y IN Y u-xin , L IU X ue (School of Chemistry Engineering & M aterial , Dalian Institute of Light Industry , Dalian 116034, China) Key words:heat-storing material ;apparent heat ;latent heat Abstract :Overcooling phenomena are generally encountered f or inorganic heat-sto ring m aterials T his paper reports the investigation for performance improvement of the two-sodium phosphoric acid hydrogen as lowtemperature heat-storing material , by adding overcooling- resistance agent (nucle-forming agent )and precipi tating-resistance agent .T he cooling-step curves of the exo thermicity for samples wit h different proportion of addi tives are analyzed .Employ ing the Diff erence Scanning Calibration (DSC )method , the glassization shif t- temperature and t he phase t ransition tem perature and heat are calculated .and appraised It reveals that t he range of phase t ransition tem perature and time of the tw o-sodium phosphoric acid hydrogen are 49 -57 ℃and 10 -22 min , respectively .   由于能量的供应与需求都有较强的时间性 , 在许多情况下人们还不能做到合理地利用能源 。 例如 , 在不需要热时却有大量的热产生 , 有时供应 的热量有很大余量而被损失掉等 。 这就需要有一 种像储水池储水一样把热量或冷量储存起来 , 在 需要时再把它释放出来的物质 , 这种物质叫热能 储存材料 。人们对热能储存材料的认识及研究仅 是近几十年的事情 , 但由于它的应用十分广泛 , 已 成为一种日益受到人们重视的新材料[ 1] 。 国外对蓄热材料的研究工作早在 20 世纪 70 年代就 开始了 。 其中 对蓄热材料的 理论研究工 作 , 尤其是对对蓄热材料的组成 、蓄热容量随热循 环变化情况 、相变寿命 、储存设备等进行了详细的 理论研 究 。 随着蓄热 材料在国外的 研究种类增 多 , 实际应用的领域也逐渐扩大[ 2 ~ 4] 。 国内的蓄热材料目前只是应用在太阳暖房 、 农用日光温室等领域[ 5 ~ 7] 。。 热能储存的方式主 要有显热 、潜热和化学反应热 3 种 。 其中以潜热 型最普遍 , 因而也最重要 。本文报道对低温无机 蓄热材料性能改进的实验研究 。 1  实   验 1 .1  原   料 磷酸氢二 钠(主 料 , 分析 纯 , 沈阳 市试 剂三 厂), 蔗糖(抗沉淀 剂 , 分析纯 , 北京 化学 试剂三 厂), 硅酸钠(成核 剂 , 分析纯 , 丹东 市化 学试剂 厂)。 1 .2  试样配制 称量 5 .000 g 的 N a2HPO4 , 其中加入 0 .454 g 收稿日期 :2004-11-23 作者简介 :于长顺(1961 ~ ), 男 , 讲师 . 第 4 期            于长顺等 :对无机蓄热材料磷酸氢二钠性能的改进           24 7   蔗糖 , 0 .033 g 硅酸钠于试管中封闭 , 制成试样 A , 插入热电偶测量温度变化 。再按表 1 中所示同样 方法配制试样 B 、C 和 D 。 表 1  样品比例 试剂 N a2HP O4 蔗糖 硅酸钠 试样 A 5 .000 0 .454 0 .033 试样 B 5 .012 0 .420 0 .336 试样 C 5 .030 0 .484 0 .033 试样 D 5 .106 0 .514 0 .036 1 .3  样品测试 1 .3 .1  步冷曲线的测试 图 4  样品 D 的步曲冷曲线线 1 .3 .2  示差扫描量热(DSC)的测试 图 1  样品 A 的步冷曲线 图 5  样品 A 的 DSC 测试图 图 2  样品 B 的步冷曲线 图 6  样品 B 的 DSC 测试图 图 3  样品 C 的步冷曲线 图 7  样品 C 的 DSC 测试图 2 48           大  连  轻  工  业  学  院  学  报            第 23 卷 2  结果与讨论 能力上较为 理想 , 而且成本也低 , 便于大规模推 广。 对样品 A 、B 、C 、D 进行步冷 曲线测试实验 , 各试样过冷点出现不同的 情况 。 试样 B 的抗过 冷现象最小 。试样 D 在实验进行加热时 , 由于温 度控制超过 90 ℃, 药品 N a2HPO4·12H2O 中的结 晶水 由 于 受 热 温 度 太 高 而 发 生 反 应: N a2HPO4·12H2O N a2H PO4·11H 2O +H2O , 结 晶水被蒸出 , 试管内现象变化不大 , 仍旧澄清 , 但 是当温度下降 , 药品固化时 , 结晶水呈液态停留在 固态 N a2HPO 4 上面 。 其步冷曲线出现过冷点及 放热平台 , 过冷点与 B 、C 样相比高不过 7 ℃, 平 台的时间长度大致相等 。 试样 B 在 38 .12 ℃时出 现过冷及放热平台约 9 min 。 表明试样 B 的性能 稳定 , 可用于开发及应用 。 用 DSC 法测定了 A 、B 、C 3 种试样在吸放热 时的热物理性 。 用 DSC 法测定了 A 、B 、C 3 个样品反应体系 在不同温度下的脱水与水合过程的热物理性能 , 见图 5 ~ 7 。 由图 5 可见 , N a2HPO4·12H2O 体系 的转变温度为 53 .6 ℃, 与理论转折温度估计相 近 , 相变热达到了 314 .2 kJ/ mol 。图 6 所示转变 温度在 55 .0 ℃相变热是 243 .4 kJ/ mol 。 图 7 上 显示 的 转 变 温 度 为 57 .7 ℃, 相 变 热 只 有 54 .8 kJ/ mol 。实验中抗沉淀剂 与成核剂 是否与 反应物很好的配比是导致结果不同的主要原因 。 由于相变材料的量直接影响复合材料的蓄热 能力 , 也对复合材料的导热能力有 一定影响 , 所 以 , 通过实验研究复合材料的最佳比例是十分必 要的 。N a2HPO 4 加入抗过冷剂 N a2SiO 3 和起抗沉 淀剂作用的蔗糖以多种比例混合作为低温蓄热材 料加以测试 、分析 。 在多次测绘其不同比例样品 放热步冷曲线 , 以及 DSC 测量分析中发现 , 当比 例以 B 方案(质量比 5 .00/ 0 .42/ 0 .036)加入时 , 吸热 反 应在 20 ~ 68 ℃范围 时 , 相 变 热 值达 到 243 .4 kJ/ mol , 而且相 变放 热温 度达 到了 最高 55 .0 ℃。经过大量的实验验证 , 其再现性也是最 好的 , 实验过程中发现当样品的加热方式采用水 浴蓄热时 , 其晶体的组合结构不易被破坏 , 没有结 晶水析出 。 而且 , 较好的克服了无机蓄热材料过 冷现象严重的缺点 。 蓄热材料的选择应用了农用 化肥中常见而且廉价的磷酸氢二钠 , 不仅在蓄热 3  结   论 相变蓄热材料可用于解决热能供给和需求分 配的矛盾 , 是提高能源利用效率和保护环境的重 要材料 。 (1)实验将起抗沉淀作用的蔗糖及抗过冷剂 硅酸钠以最适当的比例加入无机蓄热材料磷酸氢 二钠中 , 克服了无机蓄热材料过冷现象严重的缺 点。 (2)通过实验测定蓄热能力和相变的放热温 度 , 在反复的蓄 、放热实验过程中验证了该无机蓄 热材料的稳定性 。 (3)实验中还对无机蓄热材料的相变寿命进 一步验证 , 并与有机实验材料进行了对比 , 突出了 该材料的优越性能 。 (4)此种无机相变蓄热材料选用廉价的磷酸 氢二钠 、蔗糖以及硅酸钠 , 在经济实用方面具有极 大的发展及利用空间 。 (5)以太阳能 、废热 、余热为主要热源 , 利用此 种无机相变蓄热材料作为建筑材料 、恒温保温设 备的衬相 , 各类保温采暖设备 、医疗设备等 , 都具 有良好的前景 。 参考文献 : [ 1] 阮德水 , 张 太平 .相变 储热 材料 DSC 研 究[ J] .太 阳 能学报 , 1996, 15(1):21-24. [ 2] 王剑锋 .组合式相变材料贮能系统研究[ J] .新能源 , 1997 , 19(4):7 -11 . [ 3] 冒 东 奎 .焓 变 材 料 的 壁 板 潜 热 实 验[ J] .新 能 源 , 1998 , 20(4):1-5 . [ 4] 叶宏伟 .国内外蓄热材料的发展概况[ J] .兰化科技 , 1998 , 16(9):168 -169 . [ 5] 徐伟 亮 .水合 乙 酸钠 相 变蓄 热 研究[ J] .科 技 通报 , 1999 , 15(4):288-291 . [ 6] 崔海亭 , 袁修 于 , 侯 新宾 .蓄 热技术 的研 究进 展与 应 用[ J] .化工进展 , 2002, 21(1):23-25. [ 7] HOF MA NN S, DUCA T I C , REBERTO N J .Low tempterature g rowth of carbon nanotubes by plasma enhancedchemical vapor deposition[ J] .Appplied Phy sical Letter , 2003, 83(17):79 -83 .

    Top_arrow
    回到顶部
    EEWORLD下载中心所有资源均来自网友分享,如有侵权,请发送举报邮件到客服邮箱bbs_service@eeworld.com.cn 或通过站内短信息或QQ:273568022联系管理员 高进,我们会尽快处理。