无机地质聚合物泡沫集成低共熔有机相变材料在建筑低温热能存储中的应用研究

本文创新性地将生物基低共熔有机相变材料（PCMs）与地质聚合物泡沫（GF）结合，通过真空浸渍法制备形状稳定相变材料（ss-PCMs）。研究证实该复合材料具有42-87 kJ/kg的潜热值，X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）显示GF多孔结构能有效固定PCMs，傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实二者化学兼容性良好，为建筑节能领域提供了兼具高储热性能和环境友好特性的解决方案。

　　

Highlight

采用不同生物基有机相变材料（PCMs）与多孔地质聚合物复合开发的温度调控材料，通过真空浸渍法成功制备形状稳定相变材料（ss-PCMs）。X射线衍射（XRD）验证了地质聚合物泡沫（GF）的成功合成，扫描电镜（SEM）显示其高孔隙结构可在浸渍后有效锁存PCMs。傅里叶变换红外光谱（FTIR）表明GF与二元低共熔PCMs具有强化学兼容性。热分析显示材料具备可靠的相变行为，相变温度适宜且潜热值达42-87 kJ/kg，凸显其卓越的储热效率。

Characterization of synthesized geopolymer foams

地质聚合物泡沫（GF）的FTIR谱图（图4a）显示：3117-3657 cm^-1处的宽吸收带归因于羟基（O-H）伸缩振动，1639 cm^-1峰对应表面物理吸附水分子的弯曲振动。

Conclusions

通过将癸酸-棕榈酸（CA-PA）、癸酸-月桂酸（CA-LA）和癸酸-硬脂酸（CA-SA）等二元低共熔相变材料嵌入地质聚合物泡沫孔隙，开发出系列复合相变材料。扫描电镜（SEM）证实PCMs在GF基质中均匀分散，真空浸渍法确保其形状稳定性。该材料在建筑应用中展现出优异的储热性能和循环稳定性，为可持续热能管理提供新策略。