相变材料纳米胶囊
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
因此可以将相变微胶囊制成涂料 ,作为热屏障材料在 红外隐身领域中应用 。
7 结语
• 纳米胶囊相变材料作为一种新型相变材料,其最大的 优点是尺寸小、导热系数高 ,因而热效率更高,可以 应用到精密仪器设备领域 ,比如电子器件等。同时 , 由于尺寸很小,其过冷现象可能也会增大 ,尤其是无 机相变材料的纳米胶囊, 但是对于有机型相变材料 影响较小 。 • 细乳液聚合 、界面聚合等是制备纳米胶囊的重要方 法 。微乳液是一种崭新的聚合介质 ,性质也很独特 , 用其来制备纳米胶囊是一种非常有潜力的方法。 • 相变储能纳米胶囊的应用范围很广,可以应用到建筑 节能、功能热流体 、服装、电子器件 、航空航天 及军事等领域 。
利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用,
这有助于提高能效和开发可再生能源, 是近年来能
源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究 方向。
• 虽然相变储能技术是提高能源利用效率和保护环 境的重要技术 ,但是由于相变材料在使用中存在 着一些致命缺陷( 如腐蚀性、不稳定性、过冷、 传热性能差等),特别是传热性能差 ,导致使用效 果大打折扣。 • 导热系数低导致了相变材料储能、放热功率不高, 无法充分利用相变材料储能容量 ,因而限制了其 在工业上的大规模应用。 • 将相变材料胶囊化是有效的改性方法之一 。
• 相变储能纳米胶囊结构由囊芯和囊壁两部分组成。 • 囊芯是固-液或固-固相变材料, 其材料选择直接关系 到传热和温度控制的性能。目前 ,可作为囊芯的固-液 和固-固相变材料种类很多, 主要有结晶水合盐、共晶 水合盐、石蜡、脂肪酸类等 ,其中以结晶水合盐和石 蜡最为常用。 • 壳材的选择对纳米胶囊性能起着决定性作用。针对不 同的应用,对纳米胶囊的壳材有不同的要求。很多种 无机材料和有机材料均可用作壳材, 但高分子材料最 为常用 。
• 由于胶囊尺寸从μm级降为nm级,使胶囊表面积与 体积的比率增大, 有利于提高相变材料的传热速 率 ,因而进一步扩大了胶囊型相变材料的应用范 围。同时 ,在使用过程中还可大大降低由于长时 间的使用中粒子之间碰撞所造成的破坏。 • 因此,近年来纳米胶囊相变储能技术研究逐渐成 为一大热点 。
4 相变储能纳米胶囊的结构
3 相变储能纳米胶囊的衍生
• 相变储能纳米胶囊是相变储能微胶囊进一步发 展的结果 。它不仅保留了微胶囊的技术优势 ( 当形成微胶囊时,囊芯被包覆而与外界环境 隔离, 它的性质能毫无影响地被保留下来 ,而 在适当条件下 ,壁材被破坏时又能将囊芯释放 出来 ,这给使用带来许多的便利), 而且弥补 了普通微胶囊相变材料的不足之处。
• 胶囊化技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆 使其形成微小粒子的技术 ,其中包覆固体或液体 的包覆膜称为囊壁, 被包覆的固体或液体称为囊 芯或芯材等 。 • 目前, 最常用的胶囊化相变材料的粒径在μm量级 , 如作为热流体强化的潜热型微胶囊,可极大地强化 流体的传热性能 ,但仍存在导热系数低 、容易引 起磨损破裂 、堵塞管道等缺点, 部分有机物相变 材料还存在性能不稳定的问题。 • 因此, 为了更好的解决这些问题, 胶囊尺寸需要 进一步下降, 这就诞生了纳米胶囊。
温度, 减少皮肤温度的变化 ,延长穿着的舒适感。
• 将制得的聚脲型相变微胶囊和海藻酸钠共混纺丝 , 制备出相变调温海藻纤维。把海藻纤维制成透气且 随外界温度变化的调温医用敷料等。 • 相变材料特有的大潜热以及在相变点附近近似恒温的
特性 ,使其可用于调控目标的温度 ,以改变目标的热
红外辐射强度 。
• 已有研究表明 ,相变材料具有一定的热红外伪装能力,
THANKS!
• 纳米胶囊的制备方法主要有： 细乳液聚合 界面聚合 原位聚合 凝聚相分离
其中前三种是比较常见的制备方法。另外 ,最 近几年还开发出了超临界流体 、层层组装等 制备纳米胶囊的新技术。
6 相变储能纳米胶囊的应用
• 相变储能纳米胶囊不仅具有良好的贮热性和 温控性能 ,而且由于其粒径小 ,因而更容易 分散到液体体中 ,具有广泛的应用前景。
• 纳米胶囊作为介于宏观物体和原子之间的介观体系， 它与宏观物体和原子既有共同的地方，又有其很多
独特的性质和用途。
• 它集合了由壳核结构所带来的特性和纳米体系由尺 寸变化引起的效应。 • 纳米胶囊的外壳具有许多功能，如：保护内核免受
环境的破坏；增加纳米团簇的稳定性以避免其长大；
促进纳米颗粒在不同介质中的分散性；增加物质的
07
结语
06
相变储能纳米胶囊的应用
05
04
03
相变储能纳米胶囊的制备方法
相变储能纳米胶囊的结构
相变储能纳米胶囊的衍生
02
研究背景
01
概述
结语
1 概述
• 纳米胶囊是纳米材料的一个重要分支，是零维纳
米材料的重要组成部分。纳米胶囊可以看作是微
米胶囊概念的延伸，将各种尺度上介于1－100nm
之间的，具有壳/核结构特点的金属、非金属以 及有机物的包裹体统称为“纳米胶囊”。通常我 们感冒吃药要吃感冒胶囊，我们可以想象将感冒 胶囊缩小到纳米尺度(1纳米到100纳米之间)。我 们也可以想象将鸡蛋缩小到纳米尺度。
• 同时 ,作为包覆相变材料的壳材必须与芯 材及环境有很好的兼容性 。 • 首先,纳米胶囊芯材不能在可溶解壳聚物的 溶剂中溶解, 聚合物也不能在液态芯材中明 显溶解;其次, 壳材的使用温度必须高于内 核的相变温度; 在纳米胶囊的使用上, 壳材 不能溶解于环境中或者与环境发生反应
5 相变储能纳米胶囊的制备方法
因此在其相变温度段 , 该类功能热流体有很大的 表观比热, 使其运动能力增大。而且, 由于纳米胶 囊对流体流动和传热的影响, 可明显增大传热流体 与流道壁面间的传热能力 ,是一种集储热与强化传
热功能于一身的新型材料。
• 利用相变材料的吸热和放热现象, 可以制成含有微 纳米胶囊相变材料的调温纤维以调节服装及周边的
• 将纳米胶囊相变材料混入砖瓦、墙板及天花 板等建筑结构材料中, 可以进行太阳能贮存, 因此适合在温差较大的地区使用。同时 ,通 过电力“移峰填谷”,也可以有效的缓解用电 紧张。
Байду номын сангаас
• 纳米胶囊功能热流体是将纳米胶囊相变材料分散到 传热流体中形成的一种多相流体。由于纳米胶囊中
的相变材料在固-液相变过程中吸收或释放潜热 ,
活性；改变内核的光学、电学、磁学性质等。
2 研究背景
• 随着世界人口的不断增加 ,能源紧缺的形势严峻 。
能源的可持续发展是当今世界的一大难题 。解决 这个问题的基本途径有两个 : 一是依靠科技进步 , 发明或者开发当前能源的替代品;二是研究新型节 能技术,减少能源消耗。
• 相变储能就是其中一项非常重要的节能技术 ,它是
7 结语
• 纳米胶囊相变材料作为一种新型相变材料,其最大的 优点是尺寸小、导热系数高 ,因而热效率更高,可以 应用到精密仪器设备领域 ,比如电子器件等。同时 , 由于尺寸很小,其过冷现象可能也会增大 ,尤其是无 机相变材料的纳米胶囊, 但是对于有机型相变材料 影响较小 。 • 细乳液聚合 、界面聚合等是制备纳米胶囊的重要方 法 。微乳液是一种崭新的聚合介质 ,性质也很独特 , 用其来制备纳米胶囊是一种非常有潜力的方法。 • 相变储能纳米胶囊的应用范围很广,可以应用到建筑 节能、功能热流体 、服装、电子器件 、航空航天 及军事等领域 。
利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用,
这有助于提高能效和开发可再生能源, 是近年来能
源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究 方向。
• 虽然相变储能技术是提高能源利用效率和保护环 境的重要技术 ,但是由于相变材料在使用中存在 着一些致命缺陷( 如腐蚀性、不稳定性、过冷、 传热性能差等),特别是传热性能差 ,导致使用效 果大打折扣。 • 导热系数低导致了相变材料储能、放热功率不高, 无法充分利用相变材料储能容量 ,因而限制了其 在工业上的大规模应用。 • 将相变材料胶囊化是有效的改性方法之一 。
• 相变储能纳米胶囊结构由囊芯和囊壁两部分组成。 • 囊芯是固-液或固-固相变材料, 其材料选择直接关系 到传热和温度控制的性能。目前 ,可作为囊芯的固-液 和固-固相变材料种类很多, 主要有结晶水合盐、共晶 水合盐、石蜡、脂肪酸类等 ,其中以结晶水合盐和石 蜡最为常用。 • 壳材的选择对纳米胶囊性能起着决定性作用。针对不 同的应用,对纳米胶囊的壳材有不同的要求。很多种 无机材料和有机材料均可用作壳材, 但高分子材料最 为常用 。
• 由于胶囊尺寸从μm级降为nm级,使胶囊表面积与 体积的比率增大, 有利于提高相变材料的传热速 率 ,因而进一步扩大了胶囊型相变材料的应用范 围。同时 ,在使用过程中还可大大降低由于长时 间的使用中粒子之间碰撞所造成的破坏。 • 因此,近年来纳米胶囊相变储能技术研究逐渐成 为一大热点 。
4 相变储能纳米胶囊的结构
3 相变储能纳米胶囊的衍生
• 相变储能纳米胶囊是相变储能微胶囊进一步发 展的结果 。它不仅保留了微胶囊的技术优势 ( 当形成微胶囊时,囊芯被包覆而与外界环境 隔离, 它的性质能毫无影响地被保留下来 ,而 在适当条件下 ,壁材被破坏时又能将囊芯释放 出来 ,这给使用带来许多的便利), 而且弥补 了普通微胶囊相变材料的不足之处。
• 胶囊化技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆 使其形成微小粒子的技术 ,其中包覆固体或液体 的包覆膜称为囊壁, 被包覆的固体或液体称为囊 芯或芯材等 。 • 目前, 最常用的胶囊化相变材料的粒径在μm量级 , 如作为热流体强化的潜热型微胶囊,可极大地强化 流体的传热性能 ,但仍存在导热系数低 、容易引 起磨损破裂 、堵塞管道等缺点, 部分有机物相变 材料还存在性能不稳定的问题。 • 因此, 为了更好的解决这些问题, 胶囊尺寸需要 进一步下降, 这就诞生了纳米胶囊。
温度, 减少皮肤温度的变化 ,延长穿着的舒适感。
• 将制得的聚脲型相变微胶囊和海藻酸钠共混纺丝 , 制备出相变调温海藻纤维。把海藻纤维制成透气且 随外界温度变化的调温医用敷料等。 • 相变材料特有的大潜热以及在相变点附近近似恒温的
特性 ,使其可用于调控目标的温度 ,以改变目标的热
红外辐射强度 。
• 已有研究表明 ,相变材料具有一定的热红外伪装能力,
THANKS!
• 纳米胶囊的制备方法主要有： 细乳液聚合 界面聚合 原位聚合 凝聚相分离
其中前三种是比较常见的制备方法。另外 ,最 近几年还开发出了超临界流体 、层层组装等 制备纳米胶囊的新技术。
6 相变储能纳米胶囊的应用
• 相变储能纳米胶囊不仅具有良好的贮热性和 温控性能 ,而且由于其粒径小 ,因而更容易 分散到液体体中 ,具有广泛的应用前景。
• 纳米胶囊作为介于宏观物体和原子之间的介观体系， 它与宏观物体和原子既有共同的地方，又有其很多
独特的性质和用途。
• 它集合了由壳核结构所带来的特性和纳米体系由尺 寸变化引起的效应。 • 纳米胶囊的外壳具有许多功能，如：保护内核免受
环境的破坏；增加纳米团簇的稳定性以避免其长大；
促进纳米颗粒在不同介质中的分散性；增加物质的
07
结语
06
相变储能纳米胶囊的应用
05
04
03
相变储能纳米胶囊的制备方法
相变储能纳米胶囊的结构
相变储能纳米胶囊的衍生
02
研究背景
01
概述
结语
1 概述
• 纳米胶囊是纳米材料的一个重要分支，是零维纳
米材料的重要组成部分。纳米胶囊可以看作是微
米胶囊概念的延伸，将各种尺度上介于1－100nm
之间的，具有壳/核结构特点的金属、非金属以 及有机物的包裹体统称为“纳米胶囊”。通常我 们感冒吃药要吃感冒胶囊，我们可以想象将感冒 胶囊缩小到纳米尺度(1纳米到100纳米之间)。我 们也可以想象将鸡蛋缩小到纳米尺度。
• 同时 ,作为包覆相变材料的壳材必须与芯 材及环境有很好的兼容性 。 • 首先,纳米胶囊芯材不能在可溶解壳聚物的 溶剂中溶解, 聚合物也不能在液态芯材中明 显溶解;其次, 壳材的使用温度必须高于内 核的相变温度; 在纳米胶囊的使用上, 壳材 不能溶解于环境中或者与环境发生反应
5 相变储能纳米胶囊的制备方法
因此在其相变温度段 , 该类功能热流体有很大的 表观比热, 使其运动能力增大。而且, 由于纳米胶 囊对流体流动和传热的影响, 可明显增大传热流体 与流道壁面间的传热能力 ,是一种集储热与强化传
热功能于一身的新型材料。
• 利用相变材料的吸热和放热现象, 可以制成含有微 纳米胶囊相变材料的调温纤维以调节服装及周边的
• 将纳米胶囊相变材料混入砖瓦、墙板及天花 板等建筑结构材料中, 可以进行太阳能贮存, 因此适合在温差较大的地区使用。同时 ,通 过电力“移峰填谷”,也可以有效的缓解用电 紧张。
Байду номын сангаас
• 纳米胶囊功能热流体是将纳米胶囊相变材料分散到 传热流体中形成的一种多相流体。由于纳米胶囊中
的相变材料在固-液相变过程中吸收或释放潜热 ,
活性；改变内核的光学、电学、磁学性质等。
2 研究背景
• 随着世界人口的不断增加 ,能源紧缺的形势严峻 。
能源的可持续发展是当今世界的一大难题 。解决 这个问题的基本途径有两个 : 一是依靠科技进步 , 发明或者开发当前能源的替代品;二是研究新型节 能技术,减少能源消耗。
• 相变储能就是其中一项非常重要的节能技术 ,它是