多孔载体相变材料的热湿综合性能

尚建丽,麻向龙,张　磊,熊　磊,张　浩

(1.西安建筑科技大学 材料与矿资学院 陕西 西安 710055；2.西安建筑科技大学 建筑学院 陕西 西安 710055)



多孔载体相变材料的热湿综合性能

尚建丽1,麻向龙1,张磊2,熊磊1,张浩1

(1.西安建筑科技大学 材料与矿资学院 陕西 西安 710055；2.西安建筑科技大学 建筑学院 陕西 西安 710055)

摘要:以癸酸(CA)和月桂酸(LA)在超声波作用下混溶制备的二元有机脂肪酸为相变材料，多孔硅藻土材料为载体，利用多孔硅藻土的吸附特性，使用熔融法制备相变材料质量分数不同(35%、40%、45%、50%、55%)的多孔载体相变材料，分别采用步冷曲线法和等温吸放湿法对多孔载体相变材料的控温性及吸放湿性进行测试，并对热湿综合性能进行评价.同时利用压汞法(MIP)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、热重(TG)等手段对多孔载体相变材料的孔结构、相变温度、相变潜热、形貌、组成和热稳定性进行分析.结果表明，硅藻土孔隙发达，对CA-LA的物理吸附质量达到45%时，多孔载体相变材料的相变温度在17.92～22.20 ℃，相变潜热在30.88～32.97 J/g；在温度为140 ℃以下具有良好的热稳定性，该复合材料具有满足建筑室内对相变材料热性能要求，而且具有良好的湿效应.

相变储能是一种新型的节能与环保技术,相变材料在相变过程中能够吸收或释放大量的潜热[1-2],实现有效控制室内环境温度的目的.相变材料有无机类、有机类和复合相变材料[3].与无机相变材料相比,有机相变材料腐蚀性小、无相分离、过冷现象和良好的化学稳定性[4-6].目前,有机相变材料的研究多关注于脂肪酸,然而单一种类的脂肪酸,相变温度无法满足建筑领域中室内热舒适的要求.因此需要将2种或2种以上的脂肪酸按照一定的比例进行复合,以获得满足建筑领域要求的相变温度[7].同时,又因为脂肪酸在相变过程中存在泄露现象,因此需要选取合适的载体材料对脂肪酸进行封装[8-10],以达到控制脂肪酸泄露的问题.杨颖等[11]用十六醇-癸酸和粉煤灰制备出定形相变储能材料；Karaman等[12]用聚乙二醇和硅藻土制备出复合相变储能材料,为了提高热导率加入了膨胀石墨；Karaipekli等[13]用癸酸-肉豆蔻酸和膨胀珍珠岩制备出热能储存材料.但是从目前对于定形相变材料的研究来看,普遍关注于这类材料的储热性能,而对于载体材料具有多孔结构可能存在的调湿性能研究较少,从而导致目前所获得的定形相变材料存在功能单一的缺点[14-17],难以满足室内对环境温湿度的要求.

本文基于课题组前期的研究成果[18-20],旨在寻求价格廉价且适合建筑领域实际应用的多孔载体相变材料.以癸酸和月桂酸(CA-LA)为相变材料,采用多孔硅藻土作载体,通过熔融法[21]制备一种兼具热和湿综合性能的复合材料,为建筑墙体实现多功能化提供试验依据.

1试验

1.1试验原料

癸酸(国药集团化学试剂有限公司,熔点31.5 ℃,化学纯),月桂酸(成都市科龙化工试剂厂,熔点44 ℃,分析纯),硅藻土(临江市),硅藻土的X射线衍射仪(XRD)图如图1所示,其中I为衍射强度,2θ为衍射角度.

图1 硅藻土的XRD测试结果Fig.1　DSC measurement results of diatomite

1.2试验方法

1.2.1二元有机低共熔体系的制备将质量比组成(40∶60)的CA和LA混合于密闭容器里(HX2002T型电子天平,精度：0.01 g),在70 ℃烘箱(101-2AB电热鼓风干燥箱,温度波动范围：±1 ℃)中加热至全部融化后,在60 ℃、300 r/min的恒温磁力搅拌器(DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,控温精度：±1 ℃)上搅拌30 min,然后在(JY92-Ⅱ型超声波细胞破碎仪,时间精度：±1%,温度波动范围：±0.5 ℃)60 ℃下超声分散15 min,即可得到CA-LA二元低共熔脂肪酸.

1.2.2多孔载体相变材料的制备以硅藻土为载体,CA-LA为相变材料,采用熔融法制备多孔载体相变材料.硅藻土在使用前于80 ℃温度下干燥24 h.为了确定硅藻土的最优吸附量,称取了不同质量分数w为35%、40%、45%、50%、55%的CA-LA二元低共熔脂肪酸,添加一定质量干燥后的硅藻土,将混合物放入250 ml的烧杯中,在70 ℃恒温水浴下加热并搅拌一定时间至完全融合后,在温度60 ℃下超声分散15 min,然后在干燥环境下自然冷却.如此循环2次以上,确保硅藻土充分吸收相变材料.

1.3热湿综合性能测试

1.3.1吸放湿性能测试吸放湿性能的测试有饱和盐溶液法和恒温恒湿箱法2种方法,本试验采用饱和盐溶液法对材料的吸放湿性能进行测试.饱和盐溶液法的测试依据《建筑材料及制品的湿热性能吸湿性能的测定》(GB/T20312-2006/ISO 12571∶2000)的规定,具体测试步骤如下：1)将试样放入不盖杯盖的称量杯中,置于烘箱中,若间隔至少24 h的连续3次称重，材料质量的变化小于总质量的0.1%,即认为达到了恒重.2)将干燥后装有试样的称量杯一同放入具有相对湿度的饱和盐溶液的干燥器中,将干燥器置于恒温箱中,恒温箱的温度由经过校验的仪器严密监控.在25±0.5 ℃的恒定温度下,定期称量试样,直至试样达到湿平衡.3)然后逐级增加湿度,重复上述操作,周期称量试样在每种湿度环境下达到平衡后的质量并记录.由于多孔载体相变材料可能存在的不均一性,本次试验进行了5次随机取样进行吸放湿性能测试,5次测试的一致性较好,并绘制相应的吸放湿曲线.上述测试选取的相对湿度R为(32.78±0.16)%～(97.30±0.45)%,具体见表1.在放湿试验中, 放湿曲线的起始点相对湿度为(97.30±0.45)%,然后逐级降低湿度,重复上述操作.计算式如下：

式中：μ为试样平衡含湿量,g/g；m0为干燥状态下试样的质量,g；m为吸放湿后的试样质量,g.

表1　 饱和盐溶液的相对湿度

1.3.2控温性能测试采用步冷曲线法[22-23],其具体测试步骤如下：首先称取2 g试样放入试管中,将热电偶的温度探头放入试样中(注意：探头需要完全没入试样中,不得挨着试管壁,在对多个试样进行测试时,温度探头没入试样中的位置应保持一致),将试管放入40±1 ℃水浴中,待试样温度升至30 ℃时开始降温,待试样温度降至15 ℃时停止降温.在降温过程中,热电偶每5 s对试样的温度进行一次记录,对于多孔载体相变材料可能存在的不均一性,本次试验进行了4次随机取样进行控温性能测试,4次测试的一致性较好,然后做出凝结过程的步冷曲线图,用30～15 ℃降温过程所需的时间表示试样的控温性能.

1.4表征

采用德国BRUKER UECIOR 22型傅里叶变换红外光谱仪(光谱分辨率:0.5 cm-1,光谱精度:0.5 cm-1,光谱准确度:0.008 cm-1,信噪比：180 000∶1)对复合相变材料进行结构分析；采用荷兰FEI公司生产的Quanta 200型扫描电镜(分辨率:3.5 nm)观测复合相变材料的形貌；采用美国TA 2910型差示扫描量热仪(温度准确度:±0.1 ℃,温度精确度:±0.05 ℃,量热精确度:±0.1%,灵敏度：1.0 μW)对复合相变材料的相变温度和相变潜热进行测试；采用美国麦克公司生产的Auto Pore Ⅳ 9500型压汞仪(孔径测量范围:0.005～1 000 μm,进汞和退汞的体积精度小于0.1 μL)对复合相变材料的孔结构及孔隙进行分析；采用美国TA仪器公司Q600型热重分析仪(DTA灵敏度:0.001 ℃,量热准确度/精确度:±2%)对复合相变材料的热稳定性进行分析.

2结果与讨论

2.1热湿综合性能结果与分析

如图2所示为相变材料掺量不同的多孔载体相变材料的相对湿度分别与平衡吸湿量(Ca)和平衡放湿量(Cd)的关系曲线图,从图2中看出,在吸放湿性能方面的表现为：多孔载体相变材料的吸放湿性能较纯硅藻土有了一定程度的降低.随着CA-LA掺量增加,多孔载体相变材料的平衡吸放湿量逐渐减少,这一规律说明：多孔硅藻土内相变材料填充量会影响孔吸附性能,因此,要使多孔载体相变材料具有较好吸放湿性,必须选择较低掺量的相变材料.如图3所示为相变材料掺量不同的多孔载体相变材料的时间t与温度θ的关系曲线图,从图3中可知,在控温性方面的表现为：CA-LA掺量的增加对多孔载体相变材料的控温时长却明显有效.

由此可知,多孔载体相变材料的热湿性能具有“此消彼长”的关系,为了能够获得具有热湿综合性能较好的多孔载体相变材料.

本文拟采用归一化处理方法进行优化选择,首先将反映吸放湿性能指标的平衡吸放湿量取其各自的平均值,以最大平均值(Q)为基准,得到归一化参数如表2所示(表2中的M1),同理再将反映控温性能指标降温时间进行归一化(表2中的M2),取M1与M2之和,则为热湿综合性能指标(表2中的M).表2为当选取某一相对湿度(例如相对湿度(64.92±3.50)%)时,多孔载体相变复合材料的热湿综合性能.

根据表2可知,当掺量w=45%时,多孔载体相变材料具有最优的热湿综合性能,即M=1.677 0.为了进一步分析最优热湿综合性能的多孔载体相变材料,并利用MIP、DSC、SEM、FI-IR和TG对其孔结构、热性能、热稳定性、组成结构和微观形貌进行表征.

2.2孔结构分析

采用压汞法测量的多孔载体相变材料的孔结构参数如表3所示,其中PK为孔隙率,S为总孔容积,Sb为孔比表面积,ρ为表观密度，P为平均孔径.从表3中可看出,多孔载体相变材料的孔隙率为59.61%,总孔容积为0.938 1 mL/g,总孔比表面积为5.607 m2/g,表观密度为1.573 2 g/mL,平均孔径0.669 2 μm.

多孔载体相变材料的孔径分布情况如图4所示,其中图4(a)是多孔载体相变材料根据对数微分入侵体积L确定的孔径P分布曲线,图4(b)是多孔载体相变材料正常的(归一化)孔体积(C).从图4(a)中可知,多孔载体相变材料的孔径近似呈现正态分布,在P=12 μm处出现最可几峰；从图4(b)中可知,多孔载体相变材料的孔体积主要分布在7 ～80 μm之间.因此从孔结构分析,当相变材料CA-LA 掺量为45%时,作为载体材料的硅藻土中依然存在较多未被CA-LA吸附填充的大孔径孔隙,从而为水分子在多孔载体相变材料表面吸附提供了大量空间,使多孔载体相变材料具有了较好的吸放湿性能.

图2　不同掺量多孔载体相变材料的等温吸放湿平衡曲线Fig.2　Equilibrium moisture content of porous phase change materials

图3　不同掺量多孔载体相变材料的步冷曲线图Fig.3　Cooling curves of porous phase change materials

ω/%吸放湿性能Ca/(g·g-1)Cd/(g·g-1)Q/(g·g-1)M1控温性能t/sM2热湿综合性能M350.04110.04190.04151.00006350.61651.6165400.03810.03900.03860.92896850.66501.5939450.03490.03620.03560.85668450.82041.6770500.03100.03150.03130.75309200.89321.6462550.02510.02600.02560.615710301.00001.6157

表3　多孔载体相变材料的孔结构参数

图4　MIP测试结果Fig.4　MIP measurement results

2.3差热分析

如图5(a)所示为纯二元相变材料CA-LA的DSC测试结果,其中Hf为热流,从图5(a)中可看出在升温过程中,CA-LA的相变温度范围为20.84～31.18 ℃,相变温度峰值为27.87 ℃,相变潜热为76.97 J/g；在降温过程中,CA-LA的相变温度范围为10.43～17.48 ℃,相变温度峰值为14.82 ℃,相变潜热为79.35 J/g.如图5(b)所示为多孔载体相变材料的DSC测试结果,在升温过程中,多孔载体相变材料的相变温度峰值为22.20 ℃,相变潜热为30.88 J/g；在降温过程中,多孔载体相变材料的相变温度峰值为17.92 ℃,相变潜热为32.97 J/g.对比两者测试结果,可以得到复合后的多孔载体相变材料仍然具有适合建筑要求的相变温度,相变潜热的降低正说明了多孔载体内吸附了相变材料.从图5(b)可知,多孔载体相变材料的相变温度峰值在22.20 ℃,在理论上,当环境温度升至25 ℃时,相变材料发生固液相变,对多孔载体相变材料的吸放湿性能会有一定的影响.但实际上,当环境温度升至25 ℃时,热量需要通过多孔材料进行传导,相变材料并未发生固液相变,对多孔载体相变材料的吸放湿性能几乎没有影响.

2.4扫描电镜分析

为了从形貌上能够反映多孔载体相变材料的变化,采用扫描电镜进行了对比.

图6　SEM测试结果Fig.6　SEM measurement results

如图6(a)和(b)所示分别为硅藻土和多孔载体相变材料的SEM测试结果,从图6中可以看到,硅藻土呈现圆盘状,表面分布大量孔径为200 nm左右的孔,具有较高的孔隙率和比表面积,而多孔载体相变材料圆盘状内吸附了较多的相变材料,由于表面张力和毛细管的作用,被吸附于硅藻土孔隙中的CA-LA,可以在发生相变时,起到调温的作用；另一方面,多孔载体可以有效地阻止CA-LA的泄漏,剩余的孔隙可以有效的吸附水分子,起到吸放湿的作用.

2.5红外光谱分析

图7　FT-IR测试结果Fig.7　FT-IR measurement results

如图7(a)所示为CA-LA的FT-IR测试结果,其中σ为波数,Tr为透光率,CA-LA在σ=2 918.16和2 850.09 cm-1出现反对称伸缩振动、对称伸缩振动引起的伸缩振动峰,在σ=1 432.02和932.28 cm-1出现面内弯曲和面外弯曲振动引起的吸收峰,同时在σ=1 696.12存在伸缩振动吸收峰.如图7(b)所示为硅藻土的FT-IR测试结果,在σ=1 065.47和796.30 cm-1出现吸收峰.如图7(c)所示为多孔载体相变材料的FT-IR测试结果,多孔载体相变材料在σ=2 918.40、2 850.23、1 697.91、1 432.25、1 046.08、938.16和795.47 cm-1均出现了CA-LA和硅藻土的吸收峰,对比图7(a)和7(b)多孔载体相变材料中出现的CA-LA和硅藻土的吸收峰只是位置发生转移或强弱发生变化,并且没有新特征峰的产生和消失.综上所述,CA-LA通过物理嵌合的方式包裹于硅藻土内,并未与硅藻土发生明显的化学反应,说明CA-LA保持原有的潜热性质,硅藻土保持良好的多孔结构,从而实现了多孔载体相变材料具有良好的热湿综合性能.

2.6热稳定性分析

图8　TG测试结果Fig.8　TG measurement results

如图8(a)所示为CA-LA的TG测试结果,其中W为失重率,CA-LA的初始失重温度为130 ℃,在θ=150～250 ℃时为主要失重区间,在θ=700 ℃时CA-LA的失重率为99.39%,基本完全挥发.如图8(b)所示为多孔载体相变材料的TG测试结果,多孔载体相变材料的初始失重温度θ=140 ℃,在θ=150～300 ℃为主要失重区间,在θ=700 ℃时多孔载体相变材料的失重达到稳定,其失重率为42.49%,综上所述,多孔载体相变材料的初始失重温度为140 ℃左右,说明其在140 ℃以下具有良好的热稳定性.

3结论

(1)以CA-LA为相变材料,采用硅藻土多孔材料为载体,通过熔融法制备多孔载体相变材料,当CA-LA相变材料的掺量为45%时,所制备的多孔载体相变材料具有良好的热湿综合性能,适合在建筑领域实际应用.

(2)MIP测试结果表明,多孔载体相变材料具有较好的孔隙率及平均孔径,其孔隙率为59.61%,平均孔径为0.669 2 μm,作为载体材料的硅藻土中依然存在较多未被CA-LA吸附填充的大孔径孔隙,从而为水分子在多孔载体相变材料表面吸附提供了大量空间,实现了多孔载体相变材料的吸放湿性.

(3)DSC和TG的测试结果表明,所制备的多孔载体相变材料具有适宜的相变温度和相变潜热,其相变温度在17.92～22.20 ℃,相变潜热在30.88～32.97 J/g；在温度140 ℃以下具有良好的热稳定性.

(4)FT-IR和SEM的测试结果表明,制备多孔载体相变材料中CA-LA与硅藻土仅为物理嵌合,并未发生明显的化学反应；CA-LA在表面张力和毛细管的作用下被较好地吸附于一部分硅藻土的孔隙中,另一部分硅藻土的孔隙未被CA-LA吸附,可以有效地吸附水分子.实现了多孔载体相变材料的控温性和吸放湿性.

参考文献(References)：

[1]LI Min, KAO Hong-tao, WU Zhi-shen, et al. Study on preparation and thermal property of binary fatty acid and the binary fatty acids/diatomite composite phase change materials [J]. Applied Energy，2011,88(5):1606-1612．

[2]MAHYAR S, HENDRIK S C M, TEUKU M I M , et al. Palmitic acid/ polypyrrole composites as form-stable phase change materials for thermal energy storage [J]. Energy Conversion and Management，2014,80:491-497.

[3]LI Min, KAO Hong-tao, WU Zhi-shen. Study on preparation and thermal properties of binary fatty acid/diatomite shape -stabilized phase change materials [J]. Solar Energy Materials & Solar Cells，2011,95(8):2412-2416．

[4]付路军,董发勤,杨玉山,等.二元脂肪酸/SiO2复合相变储能材料的制备与表征[J].功能材料，2013,44(4):548-551．

FU Lu-jun, DONG Fa-qin, YANG Yu-shan, et al. Preparation and characterization of binary fatty acid/SiO2 composite phase change energy storage materials [J]. functional materials， 2013, 44(4):548-551.

[5]肖玉麒,甘曦梓,曾轶,等.碳纳米管填料对相变储能式热沉性能的影响[J].浙江大学学报:工学版， 2014, 48(10): 1732-1738．

XIAO Yu-qi, GAN Xi-zi, ZENG Yi, et al. Effects of carbon nanotube fillers on performance of phase change energy storage-based heat sinks [J]. Journal of Zhejiang University :Engineering Science，2014,48(10):1732-1738．

[6]丁晴,方昕,范利武,等.混合纳米填料对复合相变材料导热系数的影响[J].浙江大学学报:工学版，2015,49(2):330-335．

DING Qing, FANG Xin, FAN Li-wu, et al. Effect of hybrid nanofillers on thermal conductivity of composite phase change materials [J]. Journal of Zhejiang University :Engineering Science,2015,49(2):330-335．

[7]吴其胜,仇影,黎水平,等.癸酸-十六醇膨胀石墨复合相变储能材料的制备与研究[J].建筑材料学报，2014,17(1):84-88．

WU Qi-sheng, QIU Ying, LI Shui-ping, et al. Study of capric acid and hexadecanol/expanded graphite as phase change material for thermal energy storage [J]. Journal of building materials，2014,17(1):84-88．

[8]付路军,董发勤,何平,等.癸酸-肉豆蔻酸/硅藻土定形相变储能材料制备及性能研究[J].功能材料.2013,44(10): 1465-1468．

FU Lu-jun, DONG Fa-qin, HE Ping, et al. Study on preparation and properties of capric-myristic acid/diatomite form-stable phase change energy storage materials [J]. functional materials，2013,44(10):1465-1468．

[9]AMAIA M. G, GARIKOITZ B, ESTIBALIZ A, et al. Development of content-stable phase change composites by infltration into inorganic porous supports [J]. Solar Energy Materials & Solar Cells,2015,134:318-328．

[10]TUMIRAH K, MOHD Z H, ZULKARNAIN Z, et al. Activated carbon derived from peat soil as a framework for the preparation of shape-stabilized phase change material [J]. Energy，2015, 82:468-478．

[11]杨颖,董昭,童明伟,等.十六醇-癸酸/粉煤灰定形相变材料的制备及热性能分析[J].化工新型材料，2014,42(5):95-98．

YANG Ying, DONG Zhao, TONG Ming-wei, et al. Preparation and thermal performance characteristics of cetylalcohol-decylic acid/fly ash shape-stabilized phase change materials [J]. new chemical materials，2014,42(5):95-98．

[12]KARAMAN S, KARAIPEKLI A, SARI A, et al. Polyethylene glycol (PEG)/diatomite composite as a novel form-stable phase change material for thermal energy storage [J]. Solar Energy Materials & Solar Cells，2011,95(7):1647-1653．

[13]KARAIPEKLI A, SARI A. Capric-myristic acid/expanded perlite composite as form-stable phase change material for latent heat thermal energy storage [J]. Renewable Energy，2008,33(12): 2599-2606．

[14]LI Xiang-yu, JAY G S, JOHN L W. Fabrication and stability of form-stable diatomite/paraffin phase change material composites [J]. Energy and Buildings，2014,76:284-294．

[15]YANG Xiao-jiao, YUAN Yan-ping, ZHANG Nan, et al. Preparation and properties of myristic-palmitic-stearic acid/expanded graphite composites as phase change materials for energy storage [J]. Solar Energy，2014,99:259-266．

[16]LIU Cheng, YUAN Yan-ping, ZHANG Nan, et al. A novel PCM of lauric-myristic-stearic acid/ expanded graphite composite for thermal energy storage [J]. Materials Letters， 2014, 120(1):43-46．

[17]WEI Ting, ZHENG Bai-cun, LIU Juan, et al, Structures and thermal properties of fatty acid/expanded perlite composites as form-stable phase change materials [J]. Energy and Buildings，2014,68:587-592．

[18]尚建丽,张浩,董莉,等.双壳微纳米相变胶囊制备影响因素的研究[J].材料研究学报.2015,29(2):135-142．

SHANG Jian-li,ZHANG Hao,DONG Li,et al. Study of influential factors in double-shell phase change micro-nano capsules preparation [J]. chinese journal of materials reseach，2015,29(2):135-142．

[19]尚建丽,王思,董莉.PAR/POL/SOD复合微胶囊的制备及热湿性能研究[J].功能材料.2013,44(8): 1141-1144．

SHANG Jian-li, WANG Si, DONG Li. Prepared of PAR/POL/SOD composite-wall microencapsulated and research of energy storage and humidity-control performance[J]. functional materials，2013,44(8):1141-1144．

[20]SHANG Jian-li, LI Qiao-ming, WANG Zheng-jun, et al. Preparing and studying of phase change energy storage materials [J]. Journal of Shanghai Jiaotong University(Science), 2010, 15(6): 668-670．

[21]SUN Zhi-ming, ZHANG Yu-zhong, ZHENG Shui-lin, et al. Preparation and thermal energy storage properties of paraffin/calcined diatomite composites as form-stable phase change materials [J]. Thermochimica Acta, 2013,558(20):16-21．

[22]李俊生.溶胶-凝胶法复合相变材料及其在纺织品上的应用[D].天津：天津工业大学.2006．

LI Jun-Sheng. Sol gel composite phase change material and its application in textiles [D].Tianjin:Tianjin Polytechnic University.2006．

[23]李桦.基于储能材料原位生长方式研发蓄热调温纺织品[D].天津：天津工业大学.2008.

LI Hua. Based on the energy storage material in situ growth of R & D and thermoregulated textiles [D]. Tianjin∶Tianjin Polytechnic University.2008．

过程中能关键词： 癸酸；月桂酸；硅藻土；熔融法；多孔载体相变材料

Comprehensive properties of temperature and humidity of porous carrier phase change material

SHANG Jian-li1, MA Xiang-long1, ZHANG Lei2, XIONG Lei1, ZHANG Hao1

(1.CollegeofMaterialsandMineralResources,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an,Shaanxi>710055,China；2.CollegeofArchitecture,,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an,Shaanxi710055,China)

Abstract:Under ultrasonic effect, used capric acid (CA) and lauric acid (LA) mixed to synthesize organic binary fatty acid as phase change materials, porous diatomite materials as the carrier , a kind of porous carries phase change material with various mass fraction of CA-LA(35%、40%、45%、50%、55%)was prepared via melting method to utilize adsorption characteristics of porous diatomite. Performance of temperature controlling and moisture absorption and desorption of porous carries phase change material was tested by cooling-step curve and isothermal moisture absorption and desorption method respectively, and the comprehensive performance of temperature and humidity was evaluated. Meanwhile its pore structure, phase change temperature and phase change latent heat, morphology, structure and thermal stability were characterized by mercury intrusion porosimetry(MIP), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscope (SEM), fourier transform infrared (FT-IR) and thermogravimetric(TG). The results showed that the diatomite is well-developed pore structure, and when CA-LA adsorption amount reach 45%, the phase change temperature of porous carrier phase change material is 17.92℃ to 22.20 ℃, phase change latent heat is 30.88 J/g to 32.97 J/g . It also has good thermal reliability under the 140 ℃. The composite materials not only have advanced thermal performance but also humidity effect as to meet the temperature and moisture controling requirements of the building indoor.

Key words:capric acid; lauric acid; diatomite; melting method; Porous carrier phase change material

收稿日期：2015-10-17.浙江大学学报(工学版)网址： www.journals.zju.edu.cn/eng

基金项目：国家自然科学基金资助项目(51172176);陕西省科技统筹创新工程计划资助项目(2013KTCL03-17);陕西省重点科技创新团队资助项目(2012KCT-11).

作者简介：尚建丽(1957-)女,教授，博导，从事环保型建筑节能材料等研究.ORCID:0000-0002-9707-1539.E-mail:shangjianli@xauat,edu.cn

DOI:10.3785/j.issn.1008-973X.2016.05.010

中图分类号：TU 322

文献标志码：A

文章编号：1008-973X(2016)05-0879-08