2016NO.3
综述
粉煤灰综合利用
FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
纳米复合相变材料的制备和应用研究综述 A Review on Preparation and Applied Research of Nanocomposite Phase Change Materials
陈金平，胡良强，刘东运，杨权明，王启超
（中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院山东青岛266580）
摘要：交叉使用纳米技术和相变储能技术，可以制备出一系列具有多种优良性能的纳米复合相变材料，成果可用于建筑工程、航空航天、微电子温度控制等诸多领域。经过多年的研究，目前已经发展出多种制备高性能复合相变材料的方法，包括共混法、化学法、包覆法和纳米法等。结合复合相变材料的制备方法，介绍了三种常用的纳米复合相变材料的制备方法一—吸附法、溶胶-凝胶法、插层法，并举例加以说明。纳米复合相变材料在建筑工程领域的应用广泛，可用于制备具有调温、自清洁、抗静电等综合性能的建筑涂料、节能玻璃等材料。
关键词：纳米技术；纳米复合相变材料；制备方法；应用
文章编号：1005-8249(2016)03-0058-03
中图分类号：TU599
文献标识码：A
相变材料（PCM-PhaseChangeMaterial）是指物理性质随温度改变而变化，同时可以提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，这时候相变材料将储存或放出大量的潜热。对这部分潜热加以利用有着很重要的意义。但传统的相变材料普遍存在耐久性不足等一系列间题，具体包括：（1)相变材料从基体中泄漏；（2)相变材料的储能可逆性、稳定性问题：（3）基体材料被相变材料腐蚀，或者因为相变过程导致的应力而发生破坏。
目前提高相变材料性能的一种新方法，是通过分散的方式将高导热的颗粒状的填料掺人到传统的相变材料中，得到具有较高有效热传导系数的复合相变材料。伴随着纳米材料技术的不断革新，高导热填料渐渐朝着超微细的纳米尺度发展，进而诞生了纳米复合相变材料这一新兴的研究课题。纳米技术应用于相变材料领域，使相变材料的聚集形态发生改变后，能够提高其储能效率、减少能量传输的单次循环时间、增加相变材料的寿命，同时可以丰富相变材料的类别，拓展其
（资助
第一作者：陈金平（1980～），男，讲师，主要从事土木工程专业相关课程教学与科研工作。
联系方式：chenjp@upe.edu.cn
收稿日期：2015-12-07·58·
万方数据
工作的范围和温度区间[1,2]。 1复合相变材料的制备方法
通过多年的研究发展，目前已经发展出多种制备高性能复合相变材料的方法，主要包括共混法、化学
法、包覆法和纳米法等[3]。 1.1共混法
相变材料中，固液相变材料和固固相变材料具有较好的实际应用价值，前一种相变材料多存在PCM从基体材料中渗出的问题。将相变材料和支撑材料进行共混，使前者充填在后者形成的网格中，可以在一定范围内解决此类渗出问题。例如，由于表面张力的作用，加上延展石墨对石蜡有较好的吸收力，熔化的石蜡不能从石墨的孔隙中泄漏。而且在热转移效率上，石-石蜡复合相变材料明显优于石蜡，同时具备更好的储热能力和热传导率。若采用多孔金属填充相变材料，能够进一步提高热导率，有效缩短相变时间。制备建筑材料时也可采用这种相变材料填充的方法。例如，将轻质集料和水泥混合水化后，相变材料可以在多孔的轻质集料间进行填充，质量填充量达到20%，这种加人了相变材料的建筑材料可以减少室内的温度波动。此外，若加人低相变温度的PCM，建筑材料能够
承受一定次数的冻融循环。 1.2化学法