126 工程科学学报，第42卷，第1期 相变材料具有优异的热稳定性 后完全熔化成液体.复合相变材料在30min后没 复合相变材料中相变材料分子的结品度(F) 有明显的形状变化，并且在滤纸上没有任何相变 可以通过式(1)计算.计算得出60%石蜡 材料熔化泄漏的痕迹，这进一步证明了复合相变 @HAP气凝胶复合相变材料的结晶度为81.50%， 材料的成功制备 60%十八醇@HAP气凝胶相变复合材料的结晶度 为86.20%. 表260%石蜡@HAP复合相变材料和文献中石蜡复合相变材 料的热性能对比 △Hp F=AHpCM0 (1) Table 2 Thermal performance comparison of 60%paraffin@HAP composite PCMs and paraffin composite PCMs in literature 式中，△H,和△HCM分别是相变材料和复合相变 相变材料 Tm/℃△Hm(Jg)文献 材料的潜热，B为相变材料的负载量. 石蜡@SiO2 与已报道文献中石蜡复合相变材料的热能存 53.64 67.19 [26 石蜡@硅藻土 60.50 63.60 储能力进行对比（表2），60%石蜡@HAP气凝胶复 [27 石蜡@P(MMA-co-AA) 53.70 73.50 合材料具有出色的储热能力.图8显示了负载量 [28] 石蜡@TiO2-P(MMA-Co-BA) 33.48 65.87 [29] 为60%的复合相变材料在100℃下进行泄漏测试 石蜡@HAP 57.68 85.10 本文 的光学照片.可以观察到，石蜡和十八醇在加热10min 0min 5min 10 min 石蜡 60%石蜡@HAP 十八醇60%十八醇@HAP 图860%石蜡@HAP气凝胶和60%十八醇@HAP气凝胶复合相变材料泄漏测试 Fig.8 Leakage test of 60%paraffin@HAP aerogels and 60%octadecanol @aerogels of composite PCMs 3结论 参考文献 [1]Aftab W,Huang X Y,Wu W H,et al.Nanoconfined phase change (1)采用了一种环保，简便和低成本的策略， materials for thermal energy applications.Energy Environ Sci, 通过油酸钙为前驱体，制备了具有自支撑多孔网 2018,11(6):1392 络结构的羟基磷灰石气凝胶材料，该载体材料质 [2]Gao H Y,Wang J J,Chen X,et al.Nanoconfinement effects on 量轻且具备优异的阻燃性能. thermal properties of nanoporous shape-stabilized composite (2)将羟基磷灰石材料应用于热能存储领域， PCMs:A review.Nano Energy,2018,53:769 拓展了其新的应用领域.羟基磷灰石气凝胶的多 [3]Umair MM,Zhang Y A,Iqbal K,et al.Novel strategies and 孔网络结构可以很好地负载十八醇及石蜡相变材 supporting materials applied to shape-stabilize organic phase chan- 料，相变焓值大，表现出优异的热存储性能 ge materials for thermal energy storage-a review.Appl Energy, 2019,235:846 (3)此外，构筑的自支撑复合相变材料具有优 [4]Akhiani A R,Mehrali M,Latibari S T,et al.One-step preparation 异的热稳定性、定形能力和一定的阻燃性能，这些 of form-stable phase change material through self-assembly of 优异的综合性能使其在建筑材料和智能保温纺织 fatty acid and graphene.J Phys Chem C,2015,119(40):22787 物方面显示出很好的应用前景. [5]Huang X Y,Liu Z P,Xia W,et al.Alkylated phase change相变材料具有优异的热稳定性. 复合相变材料中相变材料分子的结晶度（Fc） 可 以 通 过 式 [25] （ 1） 计 算 . 计 算 得 出 60% 石 蜡 @HAP 气凝胶复合相变材料的结晶度为 81.50%， 60% 十八醇@HAP 气凝胶相变复合材料的结晶度 为 86.20%. Fc = ∆HP ∆HPCM · β ×100% （1） 式中，ΔHP 和 ΔHPCM 分别是相变材料和复合相变 材料的潜热，β 为相变材料的负载量. 与已报道文献中石蜡复合相变材料的热能存 储能力进行对比（表 2），60% 石蜡@HAP 气凝胶复 合材料具有出色的储热能力. 图 8 显示了负载量 为 60% 的复合相变材料在 100 °C 下进行泄漏测试 的光学照片. 可以观察到，石蜡和十八醇在加热10 min 后完全熔化成液体. 复合相变材料在 30 min 后没 有明显的形状变化，并且在滤纸上没有任何相变 材料熔化泄漏的痕迹，这进一步证明了复合相变 材料的成功制备. 3    结论 （1）采用了一种环保，简便和低成本的策略， 通过油酸钙为前驱体，制备了具有自支撑多孔网 络结构的羟基磷灰石气凝胶材料，该载体材料质 量轻且具备优异的阻燃性能. （2）将羟基磷灰石材料应用于热能存储领域， 拓展了其新的应用领域. 羟基磷灰石气凝胶的多 孔网络结构可以很好地负载十八醇及石蜡相变材 料，相变焓值大，表现出优异的热存储性能. （3）此外，构筑的自支撑复合相变材料具有优 异的热稳定性、定形能力和一定的阻燃性能，这些 优异的综合性能使其在建筑材料和智能保温纺织 物方面显示出很好的应用前景. 参    考    文    献 Aftab W, Huang X Y, Wu W H, et al. Nanoconfined phase change materials  for  thermal  energy  applications. Energy Environ Sci, 2018, 11（6）: 1392 [1] Gao  H  Y,  Wang  J  J,  Chen  X,  et  al.  Nanoconfinement  effects  on thermal  properties  of  nanoporous  shape-stabilized  composite PCMs: A review. Nano Energy, 2018, 53: 769 [2] Umair  M  M,  Zhang  Y  A,  Iqbal  K,  et  al.  Novel  strategies  and supporting materials applied to shape-stabilize organic phase chan￾ge  materials  for  thermal  energy  storage –a  review. Appl Energy, 2019, 235: 846 [3] Akhiani A R, Mehrali M, Latibari S T, et al. One-step preparation of  form-stable  phase  change  material  through  self-assembly  of fatty acid and graphene. J Phys Chem C, 2015, 119（40）: 22787 [4] [5] Huang  X  Y,  Liu  Z  P,  Xia  W,  et  al.  Alkylated  phase  change 表 2    60% 石蜡@HAP 复合相变材料和文献中石蜡复合相变材 料的热性能对比 Table 2    Thermal performance comparison of 60% paraffin@HAP composite PCMs and paraffin composite PCMs in literature 相变材料 Tm/℃ ∆Hm/（J·g−1） 文献 石蜡@SiO2 53.64 67.19 [26] 石蜡@硅藻土 60.50 63.60 [27] 石蜡@P（MMA-co-AA） 53.70 73.50 [28] 石蜡@TiO2 -P（MMA-co-BA） 33.48 65.87 [29] 石蜡@HAP 57.68 85.10 本文 0 min 5 min 10 min 石蜡 60%石蜡@HAP 60% 十八醇 十八醇@HAP 图 8    60% 石蜡@HAP 气凝胶和 60% 十八醇@HAP 气凝胶复合相变材料泄漏测试 Fig.8    Leakage test of 60% paraffin@HAP aerogels and 60% octadecanol@aerogels of composite PCMs · 126 · 工程科学学报，第 42 卷，第 1 期