靜態(tài)條件下表面活性劑促進(jìn)HCFC–141b水合物生成

周麟晨, 孫志高, 陸 玲, 王 賽, 陸 坤, 李 娟, 李翠敏, 黃海峰

(蘇州科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 江蘇 蘇州 215009)

1 引 言

制冷劑水合物由主體水分子和客體制冷劑分子在一定溫度和壓力條件下形成的非化學(xué)計量的籠形晶體化合物。制冷劑水合物作為蓄冷介質(zhì)，具有比水更高的蓄冷密度和比冰更低的蓄冷能耗，在常壓下HCFC-141b (CH3CCl2F)能夠在8.4 ℃ 與水形成II型水合物，相變潛熱為344 kJ?kg-1，是空調(diào)系統(tǒng)非常有前途的相變蓄冷材料[1-2]。提高水合物生成速率和實(shí)際儲冷量是水合物應(yīng)用于蓄冷的關(guān)鍵。因此，研究者對如何促進(jìn)水合物的生成進(jìn)行了大量研究。相比之下，利用物理促進(jìn)方法，比如攪拌[3]、噴霧[4]、鼓泡[5]和磁場[6]等方法均存在能耗大和運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。利用四丁基溴化銨(TBAB)[7]、四氫呋喃(THF)[8]等熱力學(xué)促進(jìn)劑能降低水合物形成壓力，促進(jìn)水合物生成；利用相變材料[9-10]、納米粒子[11-12]、多孔介質(zhì)[13-14]和表面活性劑[15-22]等添加劑能不同程度上提高兩相接觸面積、強(qiáng)化傳熱和增加成核點(diǎn)，從而促進(jìn)水合物快速生成。馬鴻凱等[16-17]研究了十二烷基硫酸鈉(SDS)、Tween80和司盤80(Span80)等表面活性劑對HCFC-141b水合物生成誘導(dǎo)時間的影響，發(fā)現(xiàn)表面活性劑提高了制冷劑相和水相接觸面積，添加w = 2% Tween80誘導(dǎo)HCFC-141b水合物生成的效果最好。李璞等[21]利用表面活性劑吐溫20和大豆卵磷脂復(fù)配制得的HCFC-141b微乳液，提高了HCFC-141b與水的互溶度和相界面，促進(jìn)水合物的大量生成。李娜等[12]在其基礎(chǔ)上又加入銅和三氧化二鋁納米粒子，強(qiáng)化了流體的傳熱性能，促進(jìn)水合物快速大量生成。……