石蠟@TiO2/CNTs復合相變材料制備及其熱物性

(浙江工業大學 材料科學與工程學院，浙江 杭州 310014)

石蠟作為一種相變材料，具有潛熱密度較高、化學性質穩定、無腐蝕且價格低廉等優點[1]，被廣泛應用于熱能儲存和建筑節能領域[2-6]。但是，石蠟存在熔化時易泄漏和熱導率低的缺點，石蠟的熱導率僅為0.20～0.27 W/(m·k)，使其在實際應用中受到較大的限制。近些年，相變材料微膠囊化技術的發展有效解決了石蠟的泄漏問題，并且通過無機材料對石蠟進行封裝可以同時提高石蠟的熱導率，以無機材料為相變材料微膠囊的壁材已經成為相變材料微膠囊化技術的發展趨勢[7-11]。Fang等[12]通過溶膠-凝膠法制備了以二氧化硅為壁材的石蠟微膠囊，結果顯示微膠囊能有效防止石蠟的泄漏，且微膠囊的相變潛熱為165.68 J/g。Yuan等[13]制備了經氧化石墨烯(GO)修飾的石蠟@SiO2/GO微膠囊復合相變材料，該復合材料的熱導率為1.162 W/(m·k)。碳納米管(CNTs)與GO同為碳納米材料，具有許多優異的光、電及化學性能[14-16]，其軸向熱導率很高，約為3 000 W/(m·k)[17]，已有研究證明通過將其與石蠟復合可以有效提高石蠟的熱導率[18-20]。微膠囊復合相變材料因其優異的性能，在太陽能儲存、智能紡織及建筑節能等領域具有極大的應用潛力。

筆者采用界面聚合法，在以甲酰胺替代水作為溶劑的非水乳液體系中制備石蠟@TiO2/CNTs復合相變材料，根據文獻調查，通過該種方法制備的石蠟@TIO2/CNTs復合材料還未見報道。采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、差示掃描量熱分析(DSC)、熱重分析(TGA)及熱導率測試研究了不同碳納米管含量對石蠟@TIO2/CNTs復合材料的形貌、結構和熱物性的影響?！?br>