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在相变材料中三羟甲基氨基甲烷（THAM）的优越性

发布时间：

2021-04-27

现如今，能源短缺、能源浪费等问题日益严重，除了开发新型能源外如何解决能源在空间和时间上的分配不均等问题已经成为人们研究的重点。将三羟甲基氨基甲烷（THAM）填充到孔径范围在15~100nm的多孔硅胶(SG)和标称孔径范围在12~100nm的多孔玻璃(CPG)中，这可以使这些有着优良储热性能的相变材料应用的更广泛。

什么是复合相变储热材料？

它是利用网络状物质能够维持相变材料的形貌的力学性能的特点，将可以通过相变吸放热的物质嵌在网络结构基质中，基质和相变材料的优点结合起来既能保持力学性能又能相变储热。

THAM的优势：

三羟甲基氨基甲烷在407K发生固-固相变，445K发生固-液相变。固-固相变的焓变值260.0Jg^-1。三羟甲基氨基甲烷的化学稳定性好，不发生分解，使用寿命长；对构件材料无腐蚀作用；无毒性、不易燃烧、无爆炸性。而作为一种相变储热材料，他的相变焓大，相变温度稳定，循环性能好。

THAM的作用：

溶液浸渍法成功制备了以系列孔径的硅胶颗粒和多孔玻璃为框架结构的复合材料。复合材料具有良好储热、调温性能，THAM填充率不低于80%。
硅胶孔径范围从6nm到200nm，多孔玻璃孔径范围从12nm到100nm，与常规态相比，两种复合物孔道中的THAM升温过程的相转变温度和相变焓都呈一定规律的减小，孔径越小衰减越明显，在硅胶复合物中，6nm孔径下的转变温度与常规态相比相差45K，而在多孔玻璃复合物中，12nm孔径下的转变温度相差9K。在两种复合物中ΔT与ΔH都与孔径的倒数成线性关系，拟合为一次线性方程。
通过SEM、IR、XRD等表征手段分别从表观形貌、主要官能团、晶胞参数等方面看出，硅胶孔道中的THAM化学性质没有发生改变，只是因为纳米尺寸空间限制对THAM的储热性质产生影响。
将该复合材料升降温循环数次（≥10），其相转变温度、焓变等循环性能稳定，说明该复合材料储热循环性能良好。
将甲苯磺丁脲，非那西汀，氯霉素三种多晶药物填充到多孔硅胶中，复合材料的填充率由40~50%提高到70~80%。得到三种多晶药物相变温度随孔径的变化规律，通过目前热力学手段的表征对其多晶现象进行初步探索。