硅 钛氧化物基体及其复合相变储能材料制备与表征-preparation and characterization of silicon-titanium oxide matrix and its composite phase change energy storage material.docxVIP

学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文 中引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上 已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或 成果，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属山东轻工业学院。山东轻工业学院享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名 单位仍然为山东轻工业学院。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 导 师 签 名： 日期： 年 月 日 山东轻工业学院硕士学位论文山东轻工业学院硕士学位论文第三章 第三章 多孔二氧化钛/二氧化硅复合微球的制备 PAGE PAGE 13 PAGE PAGE 10第一章 综述1.1 课题背景我国地域辽阔，资源丰富，可以说是一个资源大国，但同时也是一个人口大 国，这使得我国在耕地、水资源、森林、矿产资源的人均占有量上远低于世界平 均水平。近年来，我国经济发展突飞猛进，GDP 总量已达到世界总 GDP 的 5%， 未来一段时间内，我国经济还将保持良好的发展势头，取得更大进步，从而引导 世界经济走向。但随之而来的资源消耗却十分惊人！我国的 GDP 增长与相应的能 耗需求增长比达到了 1：1.5，单位 GDP 的能耗比发达国家高 4.5 倍，比世界平均 水平高 2.4 倍[1]。在资源利用方面长期以来形成的粗放型经济发展模式还未发生根 本转变，资源浪费严重，各种不可再生资源供应日趋紧张，严重影响了我国经济、 社会、环境的可持续发展，阻碍了构建社会主义和谐社会的重大战略的实施。而早在 20 世纪 70 年代能源危机已经成为人类发展所面临的一个世界性难题。 资源枯竭，环境恶化，而化石能源储量有限，不可再生，光靠节能不能从根本上 解决能源问题。而大多数可再生能源如太阳能、风能、水能甚至潮汐能等存在不 稳定性和间断性的特点，不利于直接利用。因此开发环保新能源、提高能源利用 率成为人类社会发展亟待解决的重要问题之一。随着社会不断发展，人们生活水平也相应得到提高，对日常生活、工作、学 习环境的舒适度提出了更高要求。尤其在冬夏两季，制热和制冷的高峰往往导致电网超负荷工作，因此国家出台政策，鼓励用户通过储能错开高峰用电期用电， 既保证了电网的安全又能合理安排用电，保证发电设备高效运行，这在很大程度上促进了储能技术的发展应用。 热能的储存有很多方式，根据其储热机理不同，一般分为化学能储热、显热储热和潜热储热三种方式。化学能储热是利用可逆化学反应过程吸收或存储热能，它的反应系统较为复杂，在实际中应用不多。显热储能是利用物质本身温度升高 储存热能的，虽然这种方式储能密度低且储能装置大，但由于其机理简单，易于 操作，所以这种储热方式应用最广泛。潜热储能是利用物质的潜热来存储能量的，此方式具有储能密度大，储能过程温度变化不大，易于控制运行等优点，近几年 发展很快，成为主要储能手段。在从液态向固态转变时，相变材料（Phase change material，PCM）只是经历物理状态的变化，在这两种相态的转变过程中，相变材料向环境中吸热或放热， 其吸收或释放的能量被称为相变热。由于发生相变过程材料的温度变化范围较窄， 在宏观状态下，材料在相转变前后自身温度基本保持稳定，大量相变热向环境中释放的过程是缓慢进行的，可以产生一个很宽的温度平台，来延长恒温时间。相变材料就是通过自身的热循环过程实现热能的存储与释放。 虽然相变材料在熔化和凝固过程中温度基本恒定，但是它释放或存储的热能却相当大。以冰-水的相变过程为例，冰融化过程吸收 335J/g 的潜热，而直接对水 加热，水温每升高 1℃，只吸收 4J/g 的能量，由冰-水的相变过程吸收的潜热高出 相变温度范围外的加热过程的热吸收 80 多倍，相变