无机水合盐相变材料Na2SO4·10H2O的研究进展
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温室用Na2SO4·10H2O-Na2HPO4·12H2O复合定形相变材料制备及性能
Citation：ZHANG Wenjie, WU Wei, LI Songze, et al. Preparation and properties of Na2SO4 ·10H2O-Na2HPO4·12H2O composite shaped phase change material
for greenhouse[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2022, 41(2): 920-929.
吸附到多孔材料上，或者通过微胶囊包裹等方法解
决固液相变的液相泄漏问题。增稠剂有羧甲基纤维
素 （CMC）、十二烷基苯磺酸钠 （SDBS）、聚硅硫
酸铝 （PASS）、海藻酸钠等。定形载体有多孔材料
和三维空间聚合物等。而树脂可以同时兼顾相分离
和液相泄漏问题，且吸附方法简单，价格低廉，因
此本实验将树脂作为相变载体。
潜热值较大、相变温度合适、热稳定性较好等优点，适合应用于日光温室领域。
关键词：相变；复合材料；过冷度；相变温度；相变潜热；稳定性
中图分类号：TK02
文献标志码：A
文章编号
Preparation and properties of Na2SO4 ·10H2O-Na2HPO4·12H2O
Abstract: The sodium sulphate decahydrate has limited use in solar greenhouses due to problems such
as supercooling, phase separation, high temperature of the phase transition and liquid phase leakage. In
for greenhouse[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2022, 41(2): 920-929.
吸附到多孔材料上，或者通过微胶囊包裹等方法解
决固液相变的液相泄漏问题。增稠剂有羧甲基纤维
素 （CMC）、十二烷基苯磺酸钠 （SDBS）、聚硅硫
酸铝 （PASS）、海藻酸钠等。定形载体有多孔材料
和三维空间聚合物等。而树脂可以同时兼顾相分离
和液相泄漏问题，且吸附方法简单，价格低廉，因
此本实验将树脂作为相变载体。
潜热值较大、相变温度合适、热稳定性较好等优点，适合应用于日光温室领域。
关键词：相变；复合材料；过冷度；相变温度；相变潜热；稳定性
中图分类号：TK02
文献标志码：A
文章编号
Preparation and properties of Na2SO4 ·10H2O-Na2HPO4·12H2O
Abstract: The sodium sulphate decahydrate has limited use in solar greenhouses due to problems such
as supercooling, phase separation, high temperature of the phase transition and liquid phase leakage. In
十水硫酸钠的相变温度研究
十水硫酸钠的相变温度研究十水硫酸钠，也被称为硫酸钠十水合物（Na2SO4·10H2O），是一种常见的盐类化合物。
相变温度是指在特定条件下，物质从一种相态转变为另一种相态所需要的温度。
在本文中，我们将深入探讨十水硫酸钠的相变温度研究，并分享一些有关这个主题的观点和理解。
1. 介绍相变温度是物质性质的重要指标之一，对于十水硫酸钠的研究也是如此。
十水硫酸钠是一种卤素化合物，具有较高的溶解度和稳定性。
它在自然界中广泛存在，常用于工业和实验室中。
了解其相变温度对于合理应用和深入理解该物质的性质至关重要。
2. 相变温度的测定方法相变温度的测定可以使用多种方法，如差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）和X射线衍射法（XRD）等。
这些方法能够准确地测定物质的相变温度，为相关研究提供重要的实验数据。
3. 十水硫酸钠的相变温度据研究表明，十水硫酸钠在标准大气压下存在多个相变温度。
其中，最明显的相变温度是从固态转变为溶解态的温度，也被称为结晶温度。
该温度通常在32°C左右，对应着物质的熔点和沸点。
4. 相变温度的影响因素不同因素会对十水硫酸钠的相变温度产生影响。
溶液浓度、溶剂性质、环境温度和压力等因素都可能改变相变温度。
对这些因素进行详细的研究和探索，有助于深入理解相变过程中的物质特性以及调控相变温度的方法。
5. 应用前景研究十水硫酸钠的相变温度有助于开发新的应用领域。
相变热储能技术利用物质在相变过程中释放或吸收的潜热来实现能量的储存和释放，而十水硫酸钠正是一个潜在的热储能材料。
通过深入研究其相变温度和相变特性，可以探索其在太阳能、储能设备和散热装置等领域的应用前景。
在这篇文章中，我们对十水硫酸钠的相变温度进行了深入研究，并介绍了相变温度的测定方法、影响因素和应用前景。
通过从简到繁、由浅入深地探讨这个主题，希望读者能够对十水硫酸钠的相变温度有更全面、深刻和灵活的理解。
总结回顾：1. 十水硫酸钠（Na2SO4·10H2O）是一种常见的盐类化合物。
相变材料在动力电池中的应用研究进展
第49卷第6期 2021年6月硅 酸 盐 学 报Vol. 49，No. 6 June ，2021JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI ：10.14062/j.issn.0454-5648.20200785相变材料在动力电池中的应用研究进展王忠良1，王子晨1，陈昌建2，王再宙1，刘伟哲1(1. 河北师范大学职业技术学院，石家庄 050024；2. 河北工业职业技术学院汽车工程系，石家庄 050091)摘 要：从相变材料的类型和特点分析了适用于锂电池热管理的材料，阐述了相变材料的选型和制备的研究现状。
获取高导热系数、高潜热的复合材料将是相变材料制备研究的主要方向。
从换热方式的角度出发，综述了被动式、主动式基于相变材料的热管理系统研究进展，并展望了今后的发展方向。
关键词：相变；热管理；导热；保温；翅片；热管中图分类号：TK1 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2021)06–1065–13网络出版时间：2021-04-06Development on Application of Phase Change Materials in Electric Vehicle Power BatteriesWANG Zhongliang 1, WANG Zichen 1, CHEN Changjian 2, WANG Zaizhou 1, LIU Weizhe 1 (1. College of Career Technology, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China ；2. Automobile Engineering Department, Hebei College of Industry and Technology, Shijiazhuang 050091, China)Abstract: Some phase change materials (PCM) suitable for the thermal management of lithium-ion batteries were analyzed based on their types and characteristics, and recent research work on the selection and preparation of the PCMs were described. The main research aspect is to obtain the composites with a high thermal conductivity and a high latent heat. From the perspective of heat transfer mode, research progress on the passive and active phase change material-based thermal management systems was reviewed, and the future development direction was forecasted.Keywords: phase change; thermal management; heat transfer; thermal insulation; fins; heat pipe目前，电动汽车的锂电池存在一些制约其发展的问题，如热失控引起的自燃、爆炸[1‒2]等，而电池充放电过程中引发的热量累积和温度不均衡被认为是导致这些问题的主要原因[3]。
用于地板辐射采暖的多元水合盐复合相变砂浆的制备及性能研究
第 12 卷 第 12 期2023 年 12 月Vol.12 No.12Dec. 2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology用于地板辐射采暖的多元水合盐复合相变砂浆的制备及性能研究刘洁，杨英英，李爱征，王文松，任燕（上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093）摘要：本研究以地板辐射采暖为应用背景，Na 2HPO 4·12H 2O 和Na 2SO 4·10H 2O 为原料，研发出一种新型无机水合盐复合相变砂浆。
首先，采用物理共混法制备出二元混合熔融盐(80%Na 2HPO 4·12H 2O-20%Na 2SO 4·10H 2O)，并通过添加成核剂(2%Na 2SiO 3·9H 2O)优化其过冷度；然后，选择2～2.5 mm 的膨胀珍珠岩对其进行吸附封装，得到定型复合相变材料；最后，将定型复合相变材料掺入砂浆中制备出复合相变砂浆。
通过差示扫描量热法(DSC)测试，获得二元混合熔融盐、二元共晶盐和定型复合相变材料的相变焓值分别为229.1 J/g 、214.1 J/g 和156.7 J/g ，通过电子扫描显微镜(SEM)对定型复合相变材料进行表征，发现膨胀珍珠岩与共晶盐相变材料相容性良好。
所制备的复合相变砂浆的导热系数为0.63 W/(m ·K)，固态比热容和液态比热容分别为1.56 J/(g ·K)和1.75 J/(g ·K)，传热系数为3.85 W/(m 2·K)。
对复合相变砂浆进行了储热性能试验，发现与普通砂浆相比，复合相变砂浆可以更明显地减缓温度波动。
在50 ℃恒温加热时，其冷端峰值温度比普通砂浆低2.5 ℃，在冷却时，其温度下降速率更小，说明复合相变砂浆具有良好的储热能力。
将所制备的复合相变砂浆应用到间歇性地板辐射采暖中，可以在供暖时进行储热，使室内温度不至于过高，同时在停止供暖时释放热量，减缓室内温度降低速率，避免室内温度过低。
Na2SO4·10H2O相变过程及其相变潜热的计算
Na2SO410H2O相变过程及其相变潜热的计算
满亚辉;吴文健
【期刊名称】《国防科技大学学报》
【年(卷),期】2009(031)002
【摘要】利用CDR-34P差动热分析仪测试Na2SO4·10H2O相变前后的热效应,结合Na2SO4-H2O体系的二元相图,分析相变前后热效应的来源及体系相态、组分的变化;提出无机水合盐相变潜热除来源结晶水脱离外还包括固相物质溶解、溶液浓度梯度变化的热效应的观点;根据上述相变过程计算Na2SO4·10H2O相变潜热,误差仅为2%.
【总页数】3页(P41-43)
【作者】满亚辉;吴文健
【作者单位】国防科技大学,航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学,航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】O611.65
【相关文献】
1.Na2SO4·10H2O/EG复合相变材料的制备与性能分析 [J], 冷从斌;季旭;罗熙;李明;余琼粉;徐永锋
2.空冷奥氏体相变过程中的相变潜热 [J], 韩艳凯;陈连生;宋进英;刘毅
3.氧化铝改性Na2SO4·10H2O/Na2HPO4·12H2O二元相变材料研究 [J], 肖力光; 王敬维
4.氧化铝改性Na2SO4·10H2O/Na2HPO4·12H2O二元相变材料研究 [J], 肖力光; 王敬维
5.不同载体的Na2SO4·10H2O基定形相变材料的制备和热性能研究 [J], 刘磊;彭犇;邱桂博;郭敏;程芳琴;张梅
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无机水合盐相变储能材料的研究进展与应用
有效的解决了能源在时间和空间上需求和供应不匹 配的矛盾，具有很广阔的发展空间J205 ］。
1无机水合盐相变储能材料的研究进展
12相变储能材料的分类
相
材 的分类 4H B， |相 B
分 : 回” 、 回
、 回'
” 回'
态4种［+］;按照化学组成分类可分为:无机、有机和
复合相变材料［4 ］，无机相变材料主要有无机水合盐
实验表明含有相变材料的装置内温度波动小，需6 h
才能降到室温，比无相变材料的装置足足提高了
5 ho Lin 和 Yang78选择 Na2SO4 • 17H2O^Ne2HPO4
• 7比0进行研究，相变温度和潜热分别为38.2 t
和282.1 J/y,潜热高于大多数低温相变材料，显示
z 的热 ；
0=
了 SnO2
作为载体材料，制备了新型的形状稳定的Ne-HP04 • 12H2O^Ne0SO4 • 17H2OPF0复合材料,DSC 结果 表明，该复合材料的相变温度为37. 7 t，相变潜热
70622Jyg I' v' ' 的&'。 Theugns0
sen等79将CaCi- • 6比0进行密封处理，并将密封
后的相变材料加入到太阳能加热系统中，利用相变
中图分类号:TQ 127. I1 文献标识码:A
文章编号0071 -3206(2021)06 -1653 -05
ResearcX prrgress and applicotion of inorpanic hydroted salt phase change enerpy storoge materiais
试表明复合相变材料的过冷度较/J、，且相变潜热高
1无机水合盐相变储能材料的研究进展
12相变储能材料的分类
相
材 的分类 4H B， |相 B
分 : 回” 、 回
、 回'
” 回'
态4种［+］;按照化学组成分类可分为:无机、有机和
复合相变材料［4 ］，无机相变材料主要有无机水合盐
实验表明含有相变材料的装置内温度波动小，需6 h
才能降到室温，比无相变材料的装置足足提高了
5 ho Lin 和 Yang78选择 Na2SO4 • 17H2O^Ne2HPO4
• 7比0进行研究，相变温度和潜热分别为38.2 t
和282.1 J/y,潜热高于大多数低温相变材料，显示
z 的热 ；
0=
了 SnO2
作为载体材料，制备了新型的形状稳定的Ne-HP04 • 12H2O^Ne0SO4 • 17H2OPF0复合材料,DSC 结果 表明，该复合材料的相变温度为37. 7 t，相变潜热
70622Jyg I' v' ' 的&'。 Theugns0
sen等79将CaCi- • 6比0进行密封处理，并将密封
后的相变材料加入到太阳能加热系统中，利用相变
中图分类号:TQ 127. I1 文献标识码:A
文章编号0071 -3206(2021)06 -1653 -05
ResearcX prrgress and applicotion of inorpanic hydroted salt phase change enerpy storoge materiais
试表明复合相变材料的过冷度较/J、，且相变潜热高
相变储能材料的研究进展
相变材料是由多组份构成的，包括主储热剂、相变点调整 剂、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等组份。
2 相变材料研究进展
上述传统的相变材料在实用过程中都需要特定的容器，以 防止相变材料的渗漏，它们不能与传热介质直接接触。以上因 素不仅增加了热阻，降低了换热效率，而且使成本大大提高。 近年来，新型相变储热材料应运而生，已成为储热材料领域的 热点研究课题。
这类相变储能材料主要有层状钙铁矿、Li2SO4、KHF2 等 代表性物质。通常它们的相变温度较高，适合于高温范围内的 储能和控温之用，而中、低温的材料较少，因此不能完全满足 人们的需要，目前在实际中应用也不是很多。 1.2.2 多元醇类
这一类相变材料主要有：季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基 乙烷、三羟甲基氨基甲烷等。这一类相变材料的种类也不是很 多，有时需要它们相互配合以形成二元体系或多元体系来满足 对不同相变体系的需要[4]。它们的相变焓较大，相变温度适合 于中、高温储能应用。 1.2.3 高分子类
Xavier 等[7]将有机物相变储热材料石蜡吸附在具有多孔 结构的膨胀石墨内，构成石蜡/石墨复合相变储热材料，其目 的是利用石墨具有的高热导率来提高石蜡的导热能力。纯石蜡 的热导率仅为 0.24 W/(m·K)，石蜡/石墨复合相变储热材料的 热导率可达约 4.7 W/(m·K)。
肖敏等[8]在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SBS) 与石蜡共混制得定形固液相变储热材料的基础上，针对石蜡热 导率小的缺点，在其中加入了膨胀石墨，经混合热炼后，得到 良导热的定形相变储热材料。
3 相变材料的应用
相变储热材料用于储热具有环保、高效、节能、安全等多 项优势，非常适合于太阳能供暖系统储热，以替代传统的取暖 设备。组合式相变储热单元换热器在实际中已有应用。
2 相变材料研究进展
上述传统的相变材料在实用过程中都需要特定的容器，以 防止相变材料的渗漏，它们不能与传热介质直接接触。以上因 素不仅增加了热阻，降低了换热效率，而且使成本大大提高。 近年来，新型相变储热材料应运而生，已成为储热材料领域的 热点研究课题。
这类相变储能材料主要有层状钙铁矿、Li2SO4、KHF2 等 代表性物质。通常它们的相变温度较高，适合于高温范围内的 储能和控温之用，而中、低温的材料较少，因此不能完全满足 人们的需要，目前在实际中应用也不是很多。 1.2.2 多元醇类
这一类相变材料主要有：季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基 乙烷、三羟甲基氨基甲烷等。这一类相变材料的种类也不是很 多，有时需要它们相互配合以形成二元体系或多元体系来满足 对不同相变体系的需要[4]。它们的相变焓较大，相变温度适合 于中、高温储能应用。 1.2.3 高分子类
Xavier 等[7]将有机物相变储热材料石蜡吸附在具有多孔 结构的膨胀石墨内，构成石蜡/石墨复合相变储热材料，其目 的是利用石墨具有的高热导率来提高石蜡的导热能力。纯石蜡 的热导率仅为 0.24 W/(m·K)，石蜡/石墨复合相变储热材料的 热导率可达约 4.7 W/(m·K)。
肖敏等[8]在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物(SBS) 与石蜡共混制得定形固液相变储热材料的基础上，针对石蜡热 导率小的缺点，在其中加入了膨胀石墨，经混合热炼后，得到 良导热的定形相变储热材料。
3 相变材料的应用
相变储热材料用于储热具有环保、高效、节能、安全等多 项优势，非常适合于太阳能供暖系统储热，以替代传统的取暖 设备。组合式相变储热单元换热器在实际中已有应用。
十水硫酸钠相变潜热
十水硫酸钠相变潜热十水硫酸钠相变潜热引言相变潜热是研究物质相变过程中吸收或释放的能量的一项重要参数。
今天我们将聚焦在一个特定的物质上，即十水硫酸钠的相变潜热。
十水硫酸钠是一种常见的无机化合物，在许多领域都有广泛的应用。
了解它的相变潜热不仅可以帮助我们更好地理解其性质，还可以为相关技术和工艺提供指导。
在这篇文章中，我们将通过深入剖析十水硫酸钠的相变潜热，探索其背后的机理和应用领域。
一、十水硫酸钠简介十水硫酸钠，化学式为Na2SO4·10H2O，是一种无色且结晶完整的固体。
它在自然界中很少见，多数情况下是通过工业制备得到的。
这种化合物的晶体结构是以离子化合物为主，其中有两个钠离子和一个硫酸根离子与水分子形成配位化合物。
这种结构有助于十水硫酸钠在不同温度下发生相变，并伴随着相变潜热的吸收或释放。
二、相变潜热与物质变化相变潜热是指物质在相变过程中吸收或释放的能量。
对于十水硫酸钠而言，它的相变潜热是在其晶体发生溶解或结晶时吸收或释放的能量。
这是由于在晶体溶解或结晶的过程中，固体和溶液之间发生了化学键的形成或断裂，导致能量的吸收或释放。
对于十水硫酸钠而言，其相变潜热是经过实验测定获得的，通常以焓变的形式表示。
三、十水硫酸钠相变潜热的测定方法测定十水硫酸钠的相变潜热通常采用热量计的方法。
这种方法利用恒温器、热电偶和功率计等设备，精确测量溶液的热量变化。
将约定质量的十水硫酸钠固体溶于一定的溶剂中，然后通过加热或冷却等操作使其发生溶解或结晶的过程。
在这个过程中，通过测量溶液温度的变化和功率计读数的变化，可以计算出十水硫酸钠的相变潜热。
四、十水硫酸钠相变潜热的应用领域十水硫酸钠的相变潜热在许多领域都有广泛的应用。
其中一个重要的应用领域是化学工程。
在化学反应中，有时需要吸收或释放热能来促进反应的进行。
十水硫酸钠的相变潜热可以用作热能存储介质，通过合理设计反应系统和相变装置，实现对热能的调控和利用。
十水硫酸钠的相变潜热还可以用于制冷和空调系统中，实现高效能耗的运行。
氧化修饰石墨增强水合盐相变材料热性能的研究
第38卷第12期硅酸盐通报Vol.38No.12 2019年12月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY De/m b ef,2019氧化修饰石墨增强水合盐相变材料热性能的研究蒋自鹏1,2，柳馨2，吕梦圆2,铁生年2(1.青海大学昆仑学院，西宁810016*2.青海省先进材料与应用技术重点实验室，西宁810016)摘要:采用复合芒硝(SCNa)为相变材料，以强氧化剂多步氧化法氧化石墨粉,然后采用物理共混法制备出具有优异相变热性能的氧化石墨/复合N v SO4•10比0相变材料。
结果表明:加入1%石墨粉，相变温度降低到26.5Y,相变潜热提高到195.8J•a"%加入强氧化剂氧化石墨粉，相变温度降低至25.4Y，对相变材料相变潜热提高较大,相比于SCNa材料增加了23%,达到216.5J•g"，具备较好的相变热性能％关键词:相变材料；石墨氧化；无机水合盐；Na2SO4•10比0；相变热性能中图分类号:TQ12；TB34文献标识码:A文章编号：1001-1625(2019)12-941-5 Thermal Performancc of HydrateC Salt PCMs withAddeC Graphite Oxibe ModibcationJIANG Zi-peng1，2，LIU Xin2，LYU Meng-yuan2，TIE Sheng-nian2(1.Kuniun Co i e ge，QcnghacUnceeescty，Xcncng810016，Chcna；2.Key Labo eato ey o oAd eanced Mateecaisand Appiced TechnoiogyooeQcnghacPeoecnce，Xcncng810016，Chcna)Abstract:With composite glauber*s salt(SCNa)as phase change materials，graphite powder was oxidized by multi-step oxiOation with strong oxiOant.The graphite oxide/composite Na2SO4•10H20phase change materials with excellent phase chang6th6emaapeop6etcsw6e6pe6paed byphysccaabandcngm6thod.Th6esuatsshow that1%geaphct powd6ecan e/ectively reduce the phase change temperature to26.5Y and increase phase change latent heat to195.8J•g Graphite oxiOe powder which is oxidized by graphite powder can reduc c the phase change temperaturo to25.4Y and increaso phaso chang aatnth atto216.5J•g_1，compaed wcth SCNamatecaa，ctcnceas sby23%.Thcsgeaphct powd ephas change material has exceli e nt phase change thermal performance.Key worts:phaso change material；graphite oxidation；inoraanic hydrated salt；Na2SO4•10H20；phaso change th emaap eooemanc1引言相变材料(PCMs)是通过利用材料在相态发生变化时所吸收(放出)的大量热能用于能量存储和释放的一类材料％在相变过程中存在两类热能，分别为相变显热和潜热,前者能量密度较小后者较大，通常相变材料热量存储主要研究材料的相变潜热％低温相变储能材料及其技术是相变储能领域的重要分支，其在电子元器件控温、空调节能、民用建筑、工业废热和余热回收利用和高寒地区温室大棚保温"1-#等领域都具有较广泛的应用前景％目前，低温相变材料主要有无机类、有机类以及其两者之间的复合物％有机类主要为石蜡、脂肪酸、多元醇类等;无机类主要包括水合盐、熔盐等无机盐％水合盐根据材料种类不同,相变温度从几摄氏度到上百摄氏度不等，熔盐相变温度通常高于400Y%有机类相变材料由于其相变潜热低，导热系数小，成本较高，使用循环热稳定性差等限制了其进一步应用％相比之下,无机水合盐类相变材料具有相变温基金项目：青海省科技厅国际合作项目(2014-HZ-20);青海海西州科技支撑计划(174610137100713)作者简介:蒋自鹏(1991-，男，硕士，助教.主要从事新能源储能材料方面的研究.E-mail：zipen/.通讯作者：铁生年，教授.E-mail:tieshcngnian@.3942试验与技术硅酸盐通报第38卷度可调且变化较宽、相变潜热高、循环性能稳定、成本低、不燃烧等优点。
无机水合盐相变材料Na_2SO_4_10H_2O的研究进展
＊ 广东省科技攻关项目（ ２００６Ｂ１３２０１００１） ； 校博士启动基金项目（ ０５３０３２） 黄金： 男， １９７５ 年生， 博士， 研究方向为相变储能材料及储能技术 Ｔｅｌ： ０２０－ ３３６２３１５５ Ｅ－ｍａｉｌ： ｈｕａｎｇｊｉｎｅｒ＠１２６．ｃｏｍ
６４
材料导报
２００８ 年 ３ 月第 ２２ 卷第 ３ 期
表 １ Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ 的几种同构成核剂晶格参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｒｙｓｔａｌ ｌａｔｔｉｃｅ ｄａｔａ ｆｏｒ ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｃ ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ
ｏｆ Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ
晶体
ａ
ｂ
Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ １．１１６
１
Ｎａ２ＳｅＯ４·１０Ｈ２Ｏ １．１０６
１
Ｎａ２ＣｒＯ４·１０Ｈ２Ｏ １．１１３
同 样 ， Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ 也 存 在 过 冷 和 相 分 离 现 象 。 Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ 的熔点为 ３２．４℃， 但其过冷度达十几摄氏度， 从热力学的角度来说， 过冷是液相变为固相的推动力， 而过 冷现象对于相变储热非常不利［７， ８］。Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ 的相变储 热循环过程可表示为：
１９８０～１９８３ 年 Ｍａｒｋｓ ［１１，１２］ 发 表 的 论 文 指 出 ， 通 过 控 制 Ｎａ２ＳＯ４ 和 Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ 在 稠 化 十 水 硫 酸 钠 相 变 混 合 物 中 的晶体粒度， 能使贮热容量显著提高。其具体方法是： ① 加 入 １％ 像丙烯酰胺／ 丙烯酸共聚物（ ＡＡＣＰ） 和六角偏磷酸钠 （ ＳＨＭＰ，（ ＮａＰＯ３） ６］ 之 类 的 晶 体 结 构 改 变 剂 ； ② 使 用 聚 羧 酸 （ ＰＣＡ） 增稠剂。在多达 １６００ 次冻熔循环中已获得理想蓄热 量 理 论 值 的 ６７％ ～８２％ ， 且 蓄 热 容 量 高 于 １９７ｋＪ／ ｋｇ， 有 效 地克服了导致蓄热介质失效的因素， 抑制了混合物的沉淀分 离， 防止了大晶粒的生成， 增大了稠化剂的强度， 保证了可逆 反应， 同时正确地解释了蓄热循环中热能存储损耗的原因， 大 大 增 加 了 这 种 相 变 材 料 中 极 小 Ｎａ２ＳＯ４ 晶 粒 的 晶 核 表 面 积， 从而增强了溶解性。增稠剂的作用是将相变体系分散成 一 系 列 完 全 小 的 体 积 ， 这 种 分 散 体 系 的 临 界 值 为 １５０～ ２００!ｍ。这样， 在完成结晶时， 就为 Ｎａ２ＳＯ４ 和剩余溶液的重 结晶提供了空间和途径， 使十水化合物足以在结晶循环期间 充分结晶。Ｈｅｒｒｉｃｋ［１３］的研究表明， 如果将 Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ 置入 以缓慢速度旋转的圆筒内， 则在没有负荷的情况下， 当经历 了 ２００ 次周期性溶解－ 冻结循环后， 其相变潜热和性能几乎 未减小和降低； 在有负荷（ ３１３ Ｗ／ｍ２ 的热流密度从圆筒外壁 取 走 热 量） 的 情况 下 ， 相 变 潜 热 可 达 理 论 值 的 ６７％ ， 过 冷 度 小 于 １．５℃。Ｈｅｒｒｉｃｋ［１３］ 认 为 ， 转 动 着 的 圆 筒 具 有 球 磨 机 的 作 用， 虽 然 转 速 很 慢（ ３ ｒ／ｍｉｎ） ， 在不 经 历 熔 解－ 冻 结 循 环 时， 明 显地减小了颗粒的尺寸； 而熔解－ 冻结循环过程中， 十水硫酸 钠的颗粒尺寸增大， 正是这两个对颗粒尺寸起相反作用的效 果才使得十水硫酸钠在经历长期加热－ 冷却循环后仍保持良 好的性能。Ｈｅｒｒｉｃｋ［１３］继续指出， 当存放相变储热材料的圆筒 以 ５ｒ／ｍｉｎ 的速度旋转和采用不同质量百分比混合时， 都 能 得到较好的结果。Ｈｅｒｒｉｃｋ 所用的混合物质量百分比见表 ２。 具体做法是， 按预定的质量百分比将硫酸钠与农用硼砂混合 后， 将混合物研磨成粉末状， 再按比例加水。Ｓｈｕｒｃｌｉｆｆ［１４］认为， 转动着的圆筒除具有球磨机的作用外， 还将使十水硫酸钠在 冻结过程中的重力效应减到最小， 而粉状化了的干硼砂也可 将相变材料的过冷效应降到最低。
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无机水合盐相变材料Na2SO4·10H2O的研究进展无机水合盐相变材料Na2SO4?10H2O的研究进展/黄金等?63?无机水合盐相变材料Na2SO4?10H20的研究进展黄金.柯秀芳(广东工业大学材料与能源学院,广州510090)摘要介绍3"Na2SO?10H20~作相变材料的储能特性,综述了针5~]-Na2SO4?10H203~-冷和相分离现象的解决方法以及Na2s04?10H20某些共晶盐的研究,同时简要概括了各因素对Na2SO4?10H20结晶速度的影响,展望了Na2SO4?10H20未来的发展方向.Na2SO?10H20作为相变材料的研究主要集中在成核剂和增稠剂的选择,Na2SO?10H20的无机共晶盐表现出较好的储热性能,可以尝试研究在微,纳米级多孔限域作用下的无机水合盐及其共晶盐的储热性能.关键词相变材料十水硫酸钠共晶盐过冷相分离ResearchandDevelopmentofNazSO4?10H20asPhaseChangeMaterials HUANGJin,KEXiufang(CollegeofMaterialandEnergy,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510090 )AbstractThecharacteristicsofNa2SO4'10H20asthephasechangematerialareintroduced. Thewaystosolvethe supercoolingandphaseseparationandsomeeutecticsaltsarereviewed.Theeffectsofdiferen tfactorsonthevelocityofcrystallizationarealsosummarized.Thedevelopmentdirectionoftheinorganicphasechang ematerialNa2SO410H20inthefutureispointed.Inconclusion,thestudyonNa2SO4'10H20asphasechangematerialsisfocu sedontheselectionofnucleat-ingagentsandthickeningagentsandtheinorganiceutecticsaltsofNa2SO4'10H20arewonde rfulmaterialsforheatstorage.ThestudyonheatstoragepropertyofNa2SO4'10H20anditsinorganicsalthydratesandeutecticsa ltsundermicron-nanoscaleporouslimitingfieldscanbeattempted.Keywordsphasechangematerials,sodiumsulfatedecahydrate,eutecticsalt,supercooling,p haseseparation0前言利用相变材料(Phasechangematerials)的相变潜热进行能量(热能和冷能)的贮存和应用是近年来引起应用化学家和能源环境学家广泛重视的研究课题].相变材料主要包括无机类(结晶水合盐,熔融盐等),有机类(石蜡类,酯酸类等)以及复合类等.Na2SO?10H20是一种典型的无机水合盐相变储能材料,俗称芒硝,白色或无色透明晶体,单斜晶系,呈芒状或颗粒状小晶体的集合体,或呈硬壳状和微密盐块状,密度1.4~1.5g/cm3,硬度莫氏标度1.5～2.0级,具有玻璃光泽,熔点32.4℃,易风化,味苦咸,溶于水,不溶于乙醇].Na2SO.?10H20属于低温储热材料,有较高的潜热(254kJ/kg)和良好的导热性能,化学稳定性好,无毒,价格低廉,是许多化工产品的副产品,来源广,因合适的相变温度,能用于贮存太阳能,各种工业和生活废热,与其它无机盐(如NaC1)形成的低共熔盐的相变温度可控制在20~30℃范围内.这一温度范围是人们生活和仪器,仪表正常工作的最佳温度区间].因此Na2SO.?10H20以其优越的性能,成为很具吸引力的潜热储热材料.1NazSO4.10H20的过冷和相分离现象作为相变材料,大多数水合盐都有过冷和相分离现象.经过加热一冷却循环后无机水合盐的过冷及相分离现象,一直以来都是水合盐类潜热式储热技术需要解决的最主要的难题.所谓过冷,即液相的水溶液温度降低到其凝固点以下仍不发生凝固,这样就使释热温度发生变动.在其储热后由结晶态变为液态时,因过冷不结晶就不能释放出所储存的潜热,而且由于过冷,液体随温度降低粘度不断增加,阻碍了分子进行定向排列运动,从而使其在过冷程度很大时形成非晶态物质,相应减小相变潜热.所谓相分离,即指结晶水合盐在使用过程中的析出现象.其成因和现象可简述如下:当(AB?mH20)型无机盐水合物受热时,通常会转变成含有较少摩尔水的另一类型AB?pH20的无机水合盐,而AB?pH20会部分或全部溶解于剩余的(m叩)摩尔水中.加热过程中,一些盐水混合物逐渐地变成无水盐,并可全部或部分溶解于水(结晶水).若盐的溶解度很高,则可以全部溶解,但如果盐的溶解度不高,即使加热到熔点以上,有些盐仍处在非溶解状态,此时残留的固态盐因密度大沉到容器底部而出现固液相分离.同样,Na2SO.?101-120也存在过冷和相分离现象.Na2SO.?10H20的熔点为32.4℃,但其过冷度达十几摄氏度,从热力学的角度来说,过冷是液相变为固相的推动力,而过冷现象对于相变储热非常不利盯.s.Na2SO.?10H20的相变储热循环过程可表示为:?广东省科技攻关项目(2006B13201001);校博士启动基金项目(053032)黄金:男,1975年生,博士,研究方向为相交储能材料及储能技术Te1:020-********E-mail:huangjiner@126.eom?64?材料导报2008年3月第22卷第3期Na2SO4?10H20Ti324~'Na2SO4(S)+饱和溶液将NaSO"?10HO升温到其转熔温度(32.4℃)时,发生不一致熔化,即63%的无水硫酸钠溶解在结晶水中,成为浓度为33.2%的饱和溶液,另外37%的无水硫酸钠不能溶解.由于该溶液与无水硫酸钠的密度(分别为1350kg/m和2680kg/m)相差较大,在重力作用下,无水硫酸钠会沉降到容器底部,出现同液分层现象j.因此要使Na:SO?10HO在储热中得到应用,必须采取措施解决其过冷和相分离现象.到目前为止,解决NaS04?10HO过冷的主要方法是添加成核剂法和冷指法.成核剂可作为结晶生成中心的微粒,使在凝固点时顺利结晶,减少或避免过冷的发生.成核剂的寻找很困难,一般来说是选择与该种水合盐具有相同晶型,相似原子排列,两者的晶格参数相差在15%以内的物质作成核剂,或通过试验来选择.可作NaSO?10HO成核剂的物质有Na2BO7?10H2O(硼砂),Li2B4o7?10H2O和(NH4)2B40?10HO等(见下面详细分析).冷指法即相变过程中保留部分固态Na2SO4?10H20,以这部分未融化的Na2SO?IOH20作为成核剂].为了防止在熔化时固液相的分层(包括成核剂由于密度的差异沉在容器底部而不能有效地起成核作用),需要加入一定量的增稠剂或悬浮剂(有时一起加).增稠剂的作用是提高溶液的粘度从而阻止水合盐聚集,但并不妨碍相变过程;悬浮剂是将析出的无水NaSO和成核剂均匀地分散在体系中,使它们与溶液充分接触.常用的增稠剂是活性白土,PCA (聚羧酸),YDS一1(一种水溶性的线性高分子,并可交联形成水凝胶),CMC(羧甲基纤维素)等.常用的悬浮剂有木屑和白碳黑等.有时,为了控制无水Na:SO和Na:SO?10H:O的晶体粒度,使晶体细小,均匀,可增加一定量的AACP(丙烯酰胺/丙烯酸共聚物)或SHMP(六角偏磷酸钠[(NaPO)])作为晶体结构改变剂.2NazSO4?10H2O的国外研究情况国外对结晶水合盐的研究在20世纪70年代就已经开始,80年代研究已经达到高峰.Telkes:在核化的经典研究中测试了NaSO.?10HO的几种同构成核剂晶格参数(见表1).研究结果指出,与Na:SO?10HO晶格参数非常接近的同构盐因太易溶,故不能作为成核剂.PbWO"无效,它的晶格参数与附着盐的偏差大于15%,硼砂(Na2B4O?10H0)与Na2s0?10H20的适应性良好,溶解也有限,事实证明是一种很好的成核剂.表1Na~SO?10H20的几种同构成核剂晶格参数Table1CrystallatticedataforisomorphicnucleatingagentsofNa2SO4?1OH2OBiswasE研究表明:在Na2SO4?10H20中加入3%(质量分数)的硼砂后,经几次熔化一冻结循环后的储热量就降为原先的25%,但若在加入硼砂的Na:S04?10HO中再加入适量的增稠剂活性白土(Attapulgiteclay),则在经历了许多次加热冷却循环后,储热容量仍能保持原先值的50%.1980～1983年Marks[I一发表的论文指出,通过控制Na:SO和NaSO?10HO在稠化十水硫酸钠相变混合物中的晶体粒度,能使贮热容量显着提高.其具体方法是:①加入1%像丙烯酰胺/丙烯酸共聚物(AACP)和六角偏磷酸钠(SHMP,(NaPO)]之类的晶体结构改变剂;②使用聚羧酸(PCA)增稠剂.在多达1600次冻熔循环中已获得理想蓄热量理论值的67%～82,且蓄热容量高于197kJ/,有效地克服了导致蓄热介质失效的因素,抑制了混合物的沉淀分离,防止了大晶粒的生成,增大了稠化剂的强度,保证了可逆反应,同时正确地解释了蓄热循环中热能存储损耗的原因, 大大增加了这种相变材料中极小Na:SO晶粒的晶核表面积,从而增强了溶解性.增稠剂的作用是将相变体系分散成一系列完全小的体积,这种分散体系的临界值为150～2001xm.这样,在完成结晶时,就为Na:s04和剩余溶液的重结晶提供了空间和途径,使十水化合物足以在结晶循环期间充分结晶.HerrickI"的研究表明,如果将Na:SO4?10H20置入以缓慢速度旋转的圆筒内,则在没有负荷的情况下,当经历了200次周期性溶解一冻结循环后,其相变潜热和性能几乎未减小和降低;在有负荷(313W/m的热流密度从圆筒外壁取走热量)的情况下,相变潜热可达理论值的67%,过冷度小于1.5℃.Hemck-认为,转动着的圆筒具有球磨机的作用,虽然转速很慢(3r/min),在不经历熔解一冻结循环时,明显地减小了颗粒的尺寸;而熔解一冻结循环过程中,十水硫酸钠的颗粒尺寸增大,正是这两个对颗粒尺寸起相反作用的效果才使得十水硫酸钠在经历长期加热一冷却循环后仍保持良好的性能.HerrickE]继续指出,当存放相变储热材料的圆筒以5r/min的速度旋转和采用不同质量百分比混合时,都能得到较好的结果.Herrick所用的混合物质量百分比见表2.具体做法是,按预定的质量百分比将硫酸钠与农用硼砂混合后,将混合物研磨成粉末状,再按比例加水.Shurcli"人为,转动着的圆筒除具有球磨机的作用外,还将使十水硫酸钠在冻结过程中的重力效应减到最小,而粉状化了的干硼砂也可将相变材料的过冷效应降到最低.表2混合物质量百分比[13]Table2Percentofweightforcompounds在应用方面,法国ELF—Union公司采用Na2s()4?10H20作相变材料制成储热装置,每1.7t相变材料可供100m:房间的取暖之用.日本人在玻璃窗内侧设置了集热,蓄热,放热屏障墙,其具体做法是:将许多芒硝装进玻璃管内,然后水平放无机水合盐相变材料Na2SO4?10H2O的研究进展/黄金等?65? 在木框中,并使之固定在玻璃窗的内侧,白天有日照时芒硝熔化,而傍晚因绝热板放在屏障墙与玻璃之问,故屏障墙向室内放热.另外,Marliacy进行了十水硫酸钠结晶过程的热动力学分析.国外对Na2s0?10HO的研究还有一些综述性文献报道].3NazSO4?10H2O在国内的研究国内从20世纪80年代开始相继展开了Na2S04?10HO作为相变储热材料的研究.阎立诚的研究表明,没有加成核剂的Na2SO4?10H2O,其过冷度约为10~C;在Na2SO4?10H2O 中加入3%左右的硼砂(Na2B40,?10H0)作成核剂,能起到较好的成核作用,使过冷度降低到2℃左右,配以一种叫YDS一1型的材料作增稠剂(该材料是水溶性的线性高分子,并可交联形成水凝胶)进行冻熔循环实验,500次循环后相变潜热衰减率为6.5%,1000次循环后相变潜热衰减率已达25.3%.丁益民[7JX~水合盐用作相变储热材料的成核原理进行了研究.研究结果表明:当成核剂与水合盐的晶格参数相差在15%以内时,能很好地起到成核作用.以Na2SO?10HO为研究对象,在其中加入不同含量(1～6%)的硼砂(Na2B40,?10H0)和4%的PbWO作成核剂进行了过冷度的对比试验,研究结果表明:4%的Pbw04作成核剂时效果不佳,过冷度高达13℃.硼砂作成核剂的效果要好得多,但硼砂含量过高和过低都不利于过冷度的控制,含量为3%时,成核效果最好,40次循环后,Na2SO?10HO的过冷度都在2.4℃以下.马江生对Na2SO?10HO作为相变材料进行了相变脱水差热分析,测得的热谱图上显示出4个吸热峰,研究结果认为:第一吸热峰失重相当1.9个结晶水,第二吸热峰失重相当3.1个结晶水,第三吸热峰失重相当5.1个结晶水,第四吸热峰失重相当10个结晶水.加入不同的添加剂,对Na2S04?10HO在40~42℃的恒温下进行13h的连续测试, 以观察相变材料的储热能力.研究结果显示,适量添加剂的NaS04?10HO相变储热材料在上述温度范围内可工作10h 以上,而本身温度变化不大,基本上维持在32~35~C之间, 表现出较高的储热能力.该文献还报道了NaSO?10HO的一些热物理性质:固相真比热.为2.72kJ/(kg?℃),固相导热系数A.为0.50W/(m?℃),液相导热系数Af为0.73W/ (m?℃),固相导温系数.为1.28x10m2/s,液相导温系数为1.77x104m~s.焦小浣啪]采用DSC法测试了Na2SO?10HO的熔化热与保温时间的关系,研究结果表明:①熔化热值开始随保温时间延长而增大较快,随后增长幅度变小并趋平坦,此时结晶过程趋于完全,所测的熔化热可作为标准熔化热;②不同组分的样品(非多元共熔体),其标准熔化热也不同,其值与NaSO?10HO的百分含量成正比.皮启铎l21讨论了差动热分析(DSC)在低温下测定十水硫酸钠熔化热的特点及局限性,对多次熔冻循环相变材料的最佳测定方法进行了研究,并对测定误差作了分析.研究结果表明:同一体系的水合盐,在不同深度处单位体积或单位质量的熔化热不同,不同体系的蓄热材料在其他条件相同时容器装料高度不同,则单位体积或单位质量熔化热不同,蓄热材料的热容含量及衰减状况不仅与熔冻次数有关,而且与熔化和冷冻深度及持续时间有关.冯海燕通过差热/热重联机(DTA/TGA)和差示扫描量热法(DSC)测定Na2SO?10HO的失水过程,对水合盐脱水过程几种可能的类型进行了探讨.研究表明,低温(100℃以下)水合盐脱水有两种类型:一种直接失去气态水,另一种先脱去液态水再进一步变为气态水,并从热力学上理论分析了两类脱水过程的原因.4NazSO?10H2o的一些低共熔混合物的性能研究所谓低共熔混合物即共晶盐相变材料EPCM(Eutectic Phasechangematerials),是指2种或2种以上物质组成的具有最低熔点的混合物.低共熔混合物具有与纯净物一样的明显的熔点,在可逆的固一液相变中始终保持相同的组分.相变储能材料应用中,低共熔混合物是比较理想的相变材料.胡起柱㈨采用步冷曲线法对三元体系Na2SO一NaNO,一H0中的Na2SO?10HO—NaNO多温截面进行了研究,作出了该截面的相图.该截面在74.1℃,24_3℃和13.0*C分别有一个四相转熔反应.阎立诚考虑在Na2SO?10HO中加入能与其形成共熔混合物杂质NaC1,制备了一系列NaC1含量不同的储热材料样品,并测定了它们的相转变点和储热能力.结果表明:随NaC1质量百分比的不断增大,材料的相转变点不断降低,储热能力也相应降低,但是在NaCI含量为13%左右时,出现例外,其储热量骤然增大.作者对此现象的解释是,在该比例时,NaC1与Na2SO?10H2O形成了一个稳定的共熔体.孙鑫泉在Na2SO?10HO中加入一定比例的NaC1,硼砂(成核剂),CMC(增稠剂),木屑或白碳黑(悬浮剂),HMP盐(晶习改变剂)和水等,形成低共熔混合体系,采用正交设计试验法,通过测定多次循环后的熔点,熔解热等指标,寻找最佳配比.研究结果表明,该体系的最佳组成为4%硼砂+7%木屑(或白碳黑)+2%CMC+0.2%m以及一定量的NaC1.主要研究结果见表3.裹3Na2SO.?IOH~O-NaC!共晶体系测试结果Table3TestresultsforNa2SOd?10H20-NaC1eu~cficsystem/'砌C条件共晶体系熔点.熔解热/(J/g)焦小浣.加'在Na2SO4?IOH~O中加入不同比例的NaC1和硼砂(成核剂),进行了熔化热随时间变化的研究,结果表明二?66?材料导报2008年3月第22卷第3期元共熔体的初始熔化热(保温时间等于或接近于零的熔化热)只达各自的50%左右,NaC1的添加使初始熔化热降低较大.谢全安l24采用微量量热法,利用Calver低温微量量热计对Na:SO?10H:O与NH4C1共晶相变蓄冷材料进行了热化学研究的工作.在不同实验条件下,测定出共晶盐相变材料的相变热为l18.19J/g,固体平均比热容为5.56J/(g?℃),液体平均比热容为14.38J/(g?℃).测试结果还表明,随着悬浮剂的加入,材料的相变热增大;所测得的升温DSC曲线的相变热略高于降温过程的相变热,笔者还测得了材料在4.5℃, 5.5℃,6.5℃和7.5℃下的等温DSC数据.以Avrami方程作数据处理的结果表明,该方程可以较好地描述该体系的结晶过程.温度的降低,成核剂的适量加入,都将导致Avrami方程速率常数逐渐增大.数据处理解得过程的活化能为953.6kJ/mol.数值为2.32～2.43的Avrami方程时间指数表明该体系的结晶过程应为三维依热成核机理,显微照相的图像结果亦证实了这一结论.该研究表明了以微量量热法进行新型相变蓄冷材料的研究与开发的有效性.徐玲玲研究了Na2SO?10H20体系,Na2HPO4?12H20体系及其复合体系的相变特性,测定了升温曲线和降温曲线,并初步探讨了解决体系中分层和过冷现象的措施.研究结果表明,Na:SO?10H:O体系的相变温度为33℃左右,由于它是一个不一致溶化化合物,易产生分层现象,采用的增稠剂CMC可以显着改善分层现象.该体系有轻微的过冷现象存在.Na2HPO?12H20体系的相变温度约为35~C,冷却过程中没有分层现象,但过冷现象严重.3%硼酸+3%硼砂对改善该体系的过冷度有一定作用,但效果不佳.结合两个体系的实验结果,尝试了将Na2SO?10H:O体系与Na2HPO?12H:O体系进行复合以期得到新的相变特征,80%Na:SO? 10H:O+20%Na:HPO?12H:O复合体系的相变温度为28～29.C,重复实验结果表明该体系重复性好,相变温度稳定, 分层和过冷现象基本消除.国内外相关文献对Na2SO?10H:O的热物性进行了实验测试,现综述于表4.表4NarSO?10H~O热物性Table4ThermophysicalperformancesforNa2SO4?10H2O熔点/~C熔解热/(kJ/kg)饱和溶液密度/(kg/m)固体密度/(kg/m)硬度固相真比热/(kJ/(kg?℃))固相导热系数/(W/(m?℃))液相导热系数/(W/(m?℃))固相导温系数/(x10'rn2/s)液相导温系数/(xl0~m2/s)32.4c,32.38c,31∞],33c254E26,28],251.1_29],251[27,1931300:.135ff]1485E.1458:]1.5～2.O[5]2.72E6]O.50E.O.544]0.73c611.28c611.77c61有关Na2SO4?101420的DSC,DTA,TGA,DTGA经典测试图以及Na:SO?10H:O及其共晶盐的相图和多温截面图摘录如下:图l为文献[22]测试出的Na2SO?10H:O的DTA/TGA/DTGA曲线,图2为文献[22]测试出的Na2SO? 10H:O的DSC曲线.图3为文献[23]采用步冷曲线法测出的Na2SO?10H20一NaNO多温截面图,图4为文献[10]和文献[25]报道的Na:s04一HO体系的二元相图.图1Na,SO,?10H20的DTA/TGA/DTGA曲线Fig.1DTA/TGA/DTGAcurvesforNarSO4?10H~Og葛fCfC图2NarSO?101120的DSC曲线Fig.2DSCcurvesforNa2SO4?1OH2O706050403020l0l030507090BNaNOd%图3Na,SO4?10It2O—NaNO3多温截面图Fig.3P0lythermalsectionforNa2SO4?1OH20-NaNO3504036鬯.20l00l020********x(Na2SO)/%图4Na2SO4-H20体系的二元相图Fig.4PhasediagramforNa,SO4-H20system一体/№-lr.-..........r...-.....-.._..........-_-r.__..L....,L_.......L无机水合盐相变材料Na2SO?10HEO的研究进展/黄金等5结语(1)将Na2SO?10H20作为相变材料的研究主要集中在成核剂和增稠剂的选择,且重复性很多,结果也有所不一,这可能是由于实验条件以及所用试剂的规格不同等各种因素造成的.研究较多的成核剂主要是硼砂,增稠剂相对集中在CMC(羧甲基纤维素).(2)对Na2SO?10H2O无机共晶盐的研究主要有Na2SO?l0H20-Na2HPO4?12H2O,Na2SO4?lOH20-NI-hC1,Na2SO4?10H20-NaC1以及Na2SO4?10H20一NaNO3等体系,而且都取得了较好的研究效果,主要表现在过冷现象基本控制,熔化潜热较大,这可能是由于共晶盐作为相变材料的优点所在.对Na2SO?10O有机共晶盐的研究相对较少.(3)整体研究水平大都还停留在试验阶段,商业化应用不多,其原因还是过冷和相分离现象.因此今后要对水合盐的过冷和相分离从成核机理进行更为透彻的研究.现在纳米技术在相变材料的制备上已有应用_3l】,笔者认为可以尝试进行在微纳米多孔限域作用下的水合盐成核结晶研究.参考文献l朱冬生,剧霏,刘超,等.相变材料CH,COONa?3H20的研究进展[J].中国材料科技与设备,2007,(1):302张寅平,胡汉平,孔祥冬,等.相变储能理论和应用[M].合肥:中国科技大学出版社,19963陈云深,陈凯,沈斌君,等.交联定形相变储能材料的研制[J].复合材料,2006,23(3):674黄金,张仁元,伍彬.复合相变储能材料制备工艺对其浸渗率和相对密度的影响[J].材料科学与工程,2006,24(5):6535蔡作乾,王琏,杨根.陶瓷材料辞典[M].北京:化学工业出版社,20026马江生.相变储热材料_Na2sO?10H20的研制[J].海湖盐与化工,1994,23(1):377丁益民,阎立诚,薛俊慧.水合盐储热材料的成核作用[J].化学物理,1996,9(1):838SuatCanbazoglu.eta1.Enhancementofsolarthermal energystorageperformanceusingsodiumthiosulfate pentahydrateofaconventionalsolarwater-heatingsystemlJ].EnergyandBuildings,2005,37:2359孙鑫泉,龚钰秋,徐宝庆.十水硫酸钠体系潜热蓄热材料的研究[J].杭州大学,1990,1l(2):19510DipakRBiswas.Thermalenergystorageusingsodiunl sulfatedecahydrateandwaterlJ].SolarEnergy,1987,19(1):9911StephenBMarks.Aninvestigationofthethermalenergy storagecapacityofGlauberssaltwithrespecttothermalcyclinglJJ.SolarEnergy,1980,25(5):25512StephenBMarks.Theeffectofcrystalsizeonthethermal energystoragecapacityofthickenedGlauber'ssaltlJ]. 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