无机相变储热材料的探究赵程程武汉大学化学与分子科学学院 2010级化类一班摘要：介绍Na2SO4·10H20用作相变材料的储能特性，综述了针对Na2SO4·10H20过冷和相分离现象的解决方法以及Na2S04·lOH20某些共晶盐的研究。
关键词：相变材料、十水硫酸钠、共晶盐、过冷相分离引言：Na2S04·10H20是一种典型的无机水合盐相变储能材料。
它属于低温储热材料，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NaCI)形成的低共熔盐的相变温度可控制在20～30"C范围内。
因此Na2S04·10H20以其优越的性能，成为很具吸引力的储热材料。
实验原理：1.Na2S04·10H20的相变储热循环过程为：Na2S04·10H20(S)+饱和溶液=Na2SO4·10H2O（l）2.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。
3.相分离：即指结晶水合盐在使用过程中的析出现象。
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。
实验过程：1.解决Na2SO4·10H20过冷现象：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。
可作Na2S04·10H20成核剂的物质有硼砂等。
●冷指法即相变过程中保留部分固态Na2S04·10H20，以这部分未融化的Na2s04·10H20作为成核剂。
为了防止在熔化时固液相的分层需要加入一定量的增稠剂或悬浮剂。
→增稠剂的作用：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；常用的增稠剂是活性白土、PCA(聚羧酸)、YDS一1、cMc(羧甲基纤维素)等。
→悬浮剂的作用：将析出的无水Na2SO4和成核剂均匀地分散在体系中，使它们与溶液充分接触。
常用的悬浮剂有木屑和白碳黑等。
2.Na2S04·10H20的一些低共熔混合物的性能：低共熔混合物即共晶盐相变材料，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。
是相变储能材料中比较理想的材料。
●在Na2S04·10HzO中加入能与其形成共熔混合物杂质NaCI，制备了一系列NaCI含量不同的储热材料样品。
→随NaCI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。
→在Na2S04·10H20、NaCI、硼砂、CMC、木屑、HMP盐、水等，形成低共熔混合体系，最佳组成为4％硼砂+7％木屑+2％CMC+0．2％HMP以及一定量的NaCl。
结论：(1)Na2SO。
·10H20无机共晶盐的研究主要有Na2S04·10H20-Na：HP04·12H20、Na2S04·10H20-NFLCl、Na2S04· 10H20-NaCl以及Na2SO4·10H20—NaN03等体系，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。
(2)整体研究水平大都还停留在试验阶段，商业化应用不多。
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