رفتن به محتوای اصلی
x
توسعه نانو كامپوزیتهای تغییر فاز دهنده شكل ثابت بر پایه سیلیكای مزو متخلخل -گرافن و بررسی عملكرد حرارتی آن
تاریخ دفاع
استاد

فتح اله كريم زاده

دانشکده
مهندسی مواد

در پژوهش حاضر در راستای تسهیل انتقال حرارت و جلوگیری از نشت پارافین به عنوان ماده تغییر فاز دهنده بعد از ذوب، فوم سهبعدی متخلخل سیلیکای مزومتخلخل-گرافن سنتز شد. به این منظور بعد از سنتز اکسید گرافن به روش هامر اصلاح شده، سل سیلیکایمزومتخلخل-گرافن با مقادیر مختلف اکسید گرافن اولیه( تا 0 200 میلیگرم)، به روش قالبگیری مولکولی تهیه شد و سپس فوم سه بعدیکامپوزیتی مزومتخلخل سیلیکا-گرافن با استفاده از فوم پلی یورتان به عنوان الگو و کلسیناسیون تحت بستر کک سنتز شد. مشخصهیابیپراش پرتو ایکس(XRD ،(میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM ،(آنالیز BET ، طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه(IR-FT ،(آنالیز رامان انجام شد. نتایج نشان میدهد فومهای یکپارچه سیلیکای مزومتخلخل-گرافن که دارای تخلخلهای میکرومتری در داخل فومو تخلخلهای نانومتری روی دیواره تخلخلهای میکرونی است به طور موفقیت آمیزی تهیه شده است. رشتههای 15-SBA با تخلخلهایg- /564 664 کامپوزیت ها 2 استوانهای بسیار منظم تشکیل شده و لابهلای صفحات گرافن قرار گرفته و منجر به ایجاد سطح ویژه بالای mg /9833 - 0 /6544 0 ، /شده است. با افزایش میزان اکسید گرافن اولیه، سطح ویژه و حجم تخلخلهای فومهای 3 و حجم تخلخلهای cmسیلیکا-گرافن افزایش یافته است به طوری که نمونه200GO-MS)نمونه حاوی 200 میلیگرم اکسیدگرافن اولیه) دارای بالاترین سطحویژه و حجم تخلخلهای به ترتیب برابر با mg /9833 0 /است. نتایج نشان میدهدکه در حین عملیات حرارتی تحت بستر 3 g /664 و cm 2کک علاوه بر حذف کامل مواد آلی شامل سرفکتانتها و فوم پلی یورتان، گروههای عاملی حاوی اکسیژن روی سطح اکسید گرافن نیز تاحد زیادی تغییر یافته که نشانگر احیا شدن اکسیدگرافن است. کامپوزیتهای تغییر فازدهنده پارافین/سیلیکا-گرافن با جذب پارافین وکسبر روی سطح و داخل تخلخلهای فوم -های سیلیکا گرافن به روش اشباع تحت خلا تهیه شد. بیشترین درصد وزنی پارافین جذب شده بانشتی صفر و بیشترین میزان آنتالپی به ترتیب برابر با %85wt و g/J 45/141مربوط به نمونه100GO-MS/PA) نمونه حاوی 100میلیگرم اکسیدگرافن اولیه) است.حضور لایخ نازک کربنی بر روی سطح و دیواره مزوتخلخلها از برهمکنشهای قوی بین پارافین وسیلیکا جلوگیری کرده که نتیجه آن ضریب جذب بالای پارافین بدون نشتی و آنتالپی ذوب بالا و نزدیک به تئوری است. نتایج TGAنشان میدهد که کامپوزیتهای پارافین/سیلیکا-گرافن سازگاری شیمیایی و پایداری حرارتی خوبی در محدوده دمای کاربرد دارند.تمامی کامپوزیتهای سنتز شده در این مطالعه قابلیت ذخیره سازی حرارت بالاتر از 99 درصد از خود نشان میدهند که این امر بیانگر ایناست که تقریبا تمام پارافین کپسوله شده در کامپوزیتها به طور موثری گرمای نهان را در اثر تغییر فاز ذخیره میکنند. هدایت حرارتیPCM با قرارگرفتن در زمینه فوم سیلیکا-گرافن به طور قابل توجهی افزایش یافته است و برای نمونه 100GO-MS/PA به 84 رسیده 0/است که حدود342 درصد افزایش یافته است. بنابراین کامپوزیتهای پارافین/سیلیکا-گرافن پتانسیل بالایی جهت کاربردهای ذخیرهانرژی دارد.  

تحت نظارت وف ایرانی