SiO2改性石墨烯-石蜡复合相变乳液的制备及热性能

《SiO2改性石墨烯-石蜡复合相变乳液的制备及热性能》是一篇关于新型相变材料的研究论文，主要探讨了通过引入二氧化硅（SiO2）改性的石墨烯与石蜡复合体系的制备方法及其热性能表现。该研究旨在开发一种具有高能量密度、良好热稳定性和优异导热性能的复合相变材料，以满足在建筑节能、电子散热和工业余热回收等领域的应用需求。

论文首先介绍了相变材料的基本概念及其在热能存储中的重要作用。相变材料能够通过物质状态的变化（如固-液转变）吸收或释放大量热量，从而实现对温度的调控。石蜡作为一种常见的有机相变材料，因其相变温度适中、热稳定性好、无毒且成本较低而被广泛研究。然而，石蜡也存在导热性能差、易泄漏等问题，限制了其实际应用。因此，如何提高石蜡的导热性能并增强其结构稳定性成为研究的重点。

为了解决这些问题，本文提出了一种将石墨烯与石蜡复合，并进一步用二氧化硅进行改性的方法。石墨烯因其独特的二维结构和优异的导热性能，被选作增强材料。通过在石蜡中添加适量的石墨烯，可以有效提升复合材料的导热能力。然而，石墨烯在石蜡中的分散性较差，容易发生团聚，影响材料的整体性能。为此，研究者采用二氧化硅对石墨烯进行表面修饰，改善其在石蜡基体中的分散性。

在实验部分，论文详细描述了复合相变乳液的制备过程。首先，将石墨烯与二氧化硅在溶剂中混合，通过超声波处理使其均匀分散。随后，将混合后的纳米材料加入到熔融的石蜡中，并利用高速剪切搅拌技术形成稳定的乳液体系。最后，通过冷却固化得到最终的复合相变材料。整个制备过程控制了温度、搅拌速度和时间等因素，以确保材料的均一性和稳定性。

为了评估所制备材料的热性能，论文采用了差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）等手段。结果表明，SiO2改性石墨烯的加入显著提高了复合材料的导热系数，同时保持了石蜡良好的相变储热能力。此外，经过改性的石墨烯在石蜡中表现出更好的分散性和稳定性，有效抑制了相变过程中石蜡的泄漏现象。

论文还通过扫描电子显微镜（SEM）观察了复合材料的微观结构，结果显示石墨烯和SiO2纳米颗粒均匀分布在石蜡基体中，形成了稳定的复合网络结构。这种结构不仅有助于热量的快速传导，还增强了材料的机械强度和热稳定性。

在热循环测试中，复合材料表现出良好的热稳定性，在多次加热和冷却循环后仍能保持较高的相变焓值，说明其具有较好的耐久性和可靠性。这些特性使得该复合相变材料在实际应用中具备广阔的前景。

综上所述，《SiO2改性石墨烯-石蜡复合相变乳液的制备及热性能》这篇论文通过引入二氧化硅改性的石墨烯，成功提升了石蜡基复合相变材料的导热性能和结构稳定性，为开发高性能相变储能材料提供了新的思路和技术支持。该研究成果不仅丰富了相变材料的研究内容，也为相关领域的工程应用提供了重要的理论依据和实验数据。