Mèsi paske w vizite Nature.com.Vèsyon navigatè w ap itilize a gen sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Antretan, pou asire sipò kontinye, nou pral rann sit la san estil ak JavaScript.
Pati nan mache nan sistèm refrijerasyon adsorption ak ponp chalè se toujou relativman ti konpare ak sistèm COMPRESSOR tradisyonèl yo.Malgre gwo avantaj nan itilize chalè bon mache (olye pou yo chè travay elektrik), aplikasyon an nan sistèm ki baze sou prensip adsorption toujou limite a sa sèlman kèk aplikasyon espesifik.Dezavantaj prensipal la ki bezwen elimine se diminisyon nan pouvwa espesifik akòz konduktiviti tèmik ki ba ak estabilite ki ba nan adsorban an.Aktyèl sistèm refrijerasyon adsorption komèsyal eta aktyèl yo baze sou adsorbers ki baze sou echanjeur chalè plak kouvwi pou optimize kapasite refwadisman.Rezilta yo byen li te ye ke diminye epesè kouch la mennen nan yon diminisyon nan enpedans transfè mas la, ak ogmante zòn nan sifas ak rapò volim nan estrikti konduktif yo ogmante pouvwa san yo pa konpwomèt efikasite.Fib metal yo itilize nan travay sa a ka bay yon sifas espesifik nan ranje 2500-50,000 m2/m3.Twa metòd pou jwenn kouch trè mens men ki estab nan idrat sèl sou sifas metal, ki gen ladan fib metal, pou pwodiksyon an nan kouch demontre pou premye fwa yon echanjeur chalè dansite segondè.Se tretman an sifas ki baze sou anodize aliminyòm chwazi yo kreye yon kosyon pi fò ant kouch la ak substra a.Mikwostrikti sifas ki kapab lakòz yo te analize lè l sèvi avèk mikwoskospi elektwonik optik.Redwi total refleksyon Fourier transfòme espektroskopi enfrawouj ak enèji dispersive espektroskopi X-ray yo te itilize pou tcheke prezans espès yo vle nan tès la.Kapasite yo pou fòme idrat te konfime pa analiz konbine thermogravimetric (TGA)/diferansyèl thermogravimetric analiz (DTG).Yo te jwenn bon jan kalite pòv plis pase 0.07 g (dlo) / g (konpoze) nan kouch MgSO4, ki montre siy dezidratasyon nan apeprè 60 °C ak repwodiktif apre reyidratasyon.Rezilta pozitif yo te jwenn tou ak SrCl2 ak ZnSO4 ak yon diferans mas nan apeprè 0.02 g / g anba a 100 ° C.Hydroxyethylcellulose te chwazi kòm yon aditif ogmante estabilite ak adezyon nan kouch la.Pwopriyete adsorptive pwodwi yo te evalye pa similtane TGA-DTG ak adezyon yo te karakterize pa yon metòd ki baze sou tès yo dekri nan ISO2409.Konsistans ak Adhesion nan kouch CaCl2 a amelyore anpil pandan w ap kenbe kapasite adsorption li yo ak yon diferans pwa apeprè 0.1 g / g nan tanperati ki anba a 100 °C.Anplis de sa, MgSO4 kenbe kapasite nan fòme idrat, ki montre yon diferans mas ki gen plis pase 0.04 g / g nan tanperati ki anba a 100 °C.Finalman, yo egzamine fib metal kouvwi.Rezilta yo montre ke konduktiviti efikas tèmik estrikti fib kouvwi ak Al2(SO4)3 ka 4.7 fwa pi wo konpare ak volim pi Al2(SO4)3.Kouch la nan kouch yo etidye yo te egzamine vizyèlman, epi yo te evalye estrikti entèn la lè l sèvi avèk yon imaj mikwoskopik nan koup transvèsal yo.Yo te jwenn yon kouch Al2(SO4)3 ak yon epesè apeprè 50 µm, men pwosesis jeneral la dwe optimize pou reyalize yon distribisyon ki pi inifòm.
Sistèm adsorption yo te genyen anpil atansyon sou deseni ki sot pase yo paske yo bay yon altènatif zanmitay anviwònman an nan ponp chalè konpresyon tradisyonèl oswa sistèm refrijerasyon.Avèk ogmantasyon estanda konfò ak tanperati mwayèn mondyal, sistèm adsorption ka diminye depandans sou konbistib fosil nan fiti prè.Anplis de sa, nenpòt amelyorasyon nan refrijerasyon adsorption oswa ponp chalè ka transfere nan depo enèji tèmik, ki reprezante yon ogmantasyon adisyonèl nan potansyèl pou itilizasyon efikas nan enèji prensipal.Avantaj prensipal la nan ponp chalè adsorption ak sistèm refrijerasyon se yo ke yo ka opere ak mas chalè ki ba.Sa fè yo apwopriye pou sous tanperati ki ba tankou enèji solè oswa chalè fatra.An tèm de aplikasyon pou depo enèji, adsorption gen avantaj nan pi wo dansite enèji ak mwens dissipation enèji konpare ak depo chalè sansib oswa inaktif.
Ponp chalè adsorption ak sistèm refrijerasyon swiv menm sik tèmodinamik ak tokay konpresyon vapè yo.Diferans prensipal la se ranplasman konpozan COMPRESSOR ak adsorbers.Eleman an kapab adsorbe ba presyon febrifuj vapè nan tanperati modere, evapore plis febrifuj menm lè likid la frèt.Li nesesè asire refwadisman konstan nan adsorber la yo nan lòd yo eskli enthalpy nan adsorption (exotherm).Adsorber la rejenere nan tanperati ki wo, sa ki lakòz vapè febrifuj la desorb.Chofaj dwe kontinye bay enthalpy desorption (endothermic).Paske pwosesis adsorption yo karakterize pa chanjman tanperati, gwo dansite pouvwa mande pou segondè konduktiviti tèmik.Sepandan, ba konduktiviti tèmik se byen lwen dezavantaj prensipal la nan pifò aplikasyon yo.
Pwoblèm prensipal la nan konduktiviti se ogmante valè mwayèn li yo pandan w ap kenbe chemen transpò a ki bay koule nan vapè adsorption / desorption.De apwòch yo souvan itilize pou reyalize sa a: echanjeur chalè konpoze ak echanjeur chalè kouvwi.Materyèl konpoze ki pi popilè ak siksè yo se moun ki sèvi ak aditif ki baze sou kabòn, sètadi grafit elaji, kabòn aktive, oswa fib kabòn.Oliveira et al.2 enpreye poud grafit elaji ak klori kalsyòm pou pwodwi yon adsorber ak yon kapasite refwadisman espesifik (SCP) ki rive jiska 306 W / kg ak yon koyefisyan pèfòmans (COP) ki rive jiska 0.46.Zajaczkowski et al.3 pwopoze yon konbinezon de elaji grafit, fib kabòn ak klori kalsyòm ak yon konduktiviti total de 15 W / mK.Jian et al4 teste konpoze ak asid silfirik trete elaji grafit natirèl (ENG-TSA) kòm substra nan yon sik refwadisman adsorption de etap.Modèl la prevwa COP soti nan 0.215 a 0.285 ak SCP soti nan 161.4 a 260.74 W / kg.
Byen lwen solisyon ki pi solid se echanjeur chalè a kouvwi.Mekanis yo kouch nan echanjeur chalè sa yo ka divize an de kategori: sentèz dirèk ak adezif.Metòd ki gen plis siksè se sentèz dirèk, ki enplike fòmasyon materyèl adsorban dirèkteman sou sifas echanjeur chalè ki soti nan reyaktif ki apwopriye yo.Sotech5 te patante yon metòd pou sentèz zeolit ​​kouvwi pou itilize nan yon seri glasyè ki fabrike pa Fahrenheit GmbH.Schnabel et al6 teste pèfòmans de zeolit ​​kouvwi sou asye pur.Sepandan, metòd sa a travay sèlman ak adsorban espesifik, ki fè kouch ak adhésifs yon altènatif enteresan.Lyan yo se sibstans pasif chwazi pou sipòte adezyon sorbant ak/oswa transfè mas, men pa jwe okenn wòl nan adsorption oswa amelyorasyon konduktivite.Freni et al.7 echanjeur chalè aliminyòm kouvwi ak zeolit ​​AQSOA-Z02 estabilize ak yon lyan ki baze sou ajil.Calabrese et al.8 etidye preparasyon an nan kouch zeolit ​​ak lyan polymère.Ammann et al.9 pwopoze yon metòd pou prepare kouch zeolit ​​ki mouye soti nan melanj mayetik nan alkòl polyvinyl.Alumina (alumina) yo itilize tou kòm lyan 10 nan adsorber la.Dapre nou konnen, seluloz ak idroksietil seluloz yo itilize sèlman nan konbinezon ak adsorban fizik11,12.Pafwa lakòl la pa itilize pou penti a, men yo itilize pou konstwi estrikti 13 la poukont li.Konbinezon matris polymère aljinat ak idrat sèl miltip fòme estrikti chaplèt konpoze fleksib ki anpeche flit pandan siye epi bay bon jan transfè mas.Glèz tankou bentonit ak attapulgite yo te itilize kòm lyan pou preparasyon an nan konpoze15,16,17.Ethylcellulose te itilize pou microencapsulate kalsyòm chloride18 oswa sodyòm sulfide19.
Konpoze ak yon estrikti metal ki mouye ka divize an echanjeur chalè aditif ak echanjeur chalè kouvwi.Avantaj nan estrikti sa yo se gwo sifas espesifik.Sa a lakòz yon pi gwo sifas kontak ant adsorban ak metal san adisyon a nan yon mas inaktif, ki diminye efikasite an jeneral nan sik la refrijerasyon.Lang et al.20 te amelyore konduktiviti an jeneral nan yon adsorber zeolit ​​ak yon estrikti siwo myèl aliminyòm.Gillerminot et al.21 amelyore konduktiviti tèmik kouch zeolit ​​NaX ak kim kwiv ak nikèl.Malgre ke konpoze yo itilize kòm materyèl chanjman faz (PCMs), rezilta yo nan Li et al.22 ak Zhao et al.23 yo tou nan enterè pou chemisorption.Yo konpare pèfòmans nan grafit elaji ak bave metal ak konkli ke lèt la te pi preferab sèlman si korozyon pa t 'yon pwoblèm.Palomba et al.te fèk konpare lòt estrikti metalik pore24.Van der Pal et al.te etidye sèl metal ki entegre nan mous 25 .Tout egzanp anvan yo koresponn ak kouch dans nan adsorban patikil.Estrikti pore metal yo pratikman pa itilize pou kouvri adsorbers, ki se yon solisyon pi pi bon.Ou ka jwenn yon egzanp sou lyezon ak zeolit ​​nan Wittstadt et al.26 men pa gen okenn tantativ yo te fè pou mare sèl idrat yo malgre yo pi gwo dansite enèji 27 .
Kidonk, twa metòd pou prepare kouch adsorban yo pral eksplore nan atik sa a: (1) kouch lyan, (2) reyaksyon dirèk, ak (3) tretman sifas yo.Hydroxyethylcellulose te lyan nan chwa nan travay sa a akòz estabilite deja rapòte ak adezyon bon kouch nan konbinezon ak adsorban fizik.Metòd sa a te okòmansman envestige pou kouch plat epi pita aplike nan estrikti fib metal.Précédemment, yo te rapòte yon analiz preliminè sou posibilite reyaksyon chimik ak fòmasyon nan kouch adsorban.Eksperyans anvan yo kounye a yo te transfere nan kouch nan estrikti fib metal.Tretman sifas yo chwazi pou travay sa a se yon metòd ki baze sou anodize aliminyòm.Anodizasyon aliminyòm yo te konbine avèk siksè ak sèl metal pou rezon ayestetik29.Nan ka sa yo, yo ka jwenn kouch trè ki estab ak korozyon ki reziste.Sepandan, yo pa ka pote nenpòt pwosesis adsorption oswa desorption.Papye sa a prezante yon varyant nan apwòch sa a ki pèmèt mas yo dwe deplase lè l sèvi avèk pwopriyete yo adezif nan pwosesis orijinal la.Dapre sa nou konnen, pa gen okenn nan metòd ki dekri isit la te etidye deja.Yo reprezante yon nouvo teknoloji trè enteresan paske yo pèmèt fòmasyon kouch adsorban idrate, ki gen yon kantite avantaj sou adsorban fizik yo etidye souvan.
ALINVEST Břidličná, Repiblik Tchekoslovaki, te bay plak aliminyòm yo te itilize kòm substrats pou eksperyans sa yo.Yo genyen 98.11% aliminyòm, 1.3622% fè, 0.3618% Manganèz ak tras nan kwiv, mayezyòm, Silisyòm, Titàn, zenk, chromium ak nikèl.
Materyèl yo chwazi pou fabrike konpoze yo chwazi an akò ak pwopriyete tèrmodinamik yo, sètadi, depann sou kantite dlo yo ka adsorbe / desorb nan tanperati ki anba a 120 ° C.
Silfat Manyezyòm (MgSO4) se youn nan sèl ki pi enteresan ak etidye idrate 30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.Pwopriyete tèrmodinamik yo te sistematik mezire epi yo jwenn yo apwopriye pou aplikasyon nan domèn refrijerasyon adsorption, ponp chalè ak depo enèji.Silfat mayezyòm sèk CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Almay) te itilize.
Klori kalsyòm (CaCl2) (H319) se yon lòt sèl ki byen etidye paske idrat li yo gen pwopriyete tèmodinamik enteresan41,42,43,44.Klori kalsyòm hexahydrate CAS-No.7774-34-7 97% itilize (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Almay).
Zenk silfat (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) ak idrat li yo gen pwopriyete thermodynamic apwopriye pou pwosesis adsorption tanperati ki ba45,46.Zenk silfat heptahydrate CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Almay) te itilize.
Klori estwontyòm (SrCl2) (H318) tou gen pwopriyete tèmodinamik enteresan4,45,47 byenke li souvan konbine avèk amonyak nan ponp chalè adsorption oswa rechèch depo enèji.Strontium klori hexahydrate CAS-Nr.10.476-85-4 99.0-102.0% (Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) te itilize pou sentèz la.
Silfat Copper (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) se pa nan mitan idrat yo souvan jwenn nan literati pwofesyonèl la, byenke pwopriyete tèrmodinamik li yo se nan enterè pou aplikasyon pou tanperati ki ba48,49.Silfat Copper CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) te itilize pou sentèz la.
Klori mayezyòm (MgCl2) se youn nan sèl idrate ki dènyèman te resevwa plis atansyon nan domèn depo enèji tèmik50,51.Manyezyòm klori hexahydrate CAS-Nr.7791-18-6 pi bon kalite pharmaceutique (Applichem GmbH., Darmstadt, Almay) te itilize pou eksperyans yo.
Kòm mansyone pi wo a, yo te chwazi idroksietil seluloz paske nan rezilta yo pozitif nan aplikasyon ki sanble.Materyèl ki itilize nan sentèz nou an se hydroxyethyl cellulose CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA).
Fib metal yo te fè soti nan fil kout kole ansanm pa konpresyon ak sintering, yon pwosesis ke yo rekonèt kòm crucible melt extraction (CME)52.Sa vle di ke konduktiviti tèmik yo depann pa sèlman sou konduktiviti esansyèl nan metal yo itilize nan fabrikasyon an ak porosite nan estrikti final la, men tou, sou bon jan kalite a nan lyezon ki genyen ant fil yo.Fib yo pa izotwòp epi yo gen tandans distribye nan yon sèten direksyon pandan pwodiksyon, sa ki fè konduktiviti tèmik nan direksyon transverse pi ba anpil.
Pwopriyete absòpsyon dlo yo te envestige lè l sèvi avèk analiz thermogravimetric similtane (TGA) / analiz thermogravimetric diferansyèl (DTG) nan yon pake vakyòm (Netzsch TG 209 F1 Libra).Mezi yo te pote soti nan yon atmosfè nitwojèn ap koule tankou dlo nan yon pousantaj koule nan 10 ml / min ak yon seri tanperati ki soti nan 25 a 150 ° C nan kreze oksid aliminyòm.Pousantaj nan chofaj te 1 °C / min, pwa echantiyon an varye de 10 a 20 mg, rezolisyon an te 0.1 μg.Nan travay sa a, li ta dwe remake ke diferans lan mas pou chak sifas inite gen yon gwo ensètitid.Echantiyon yo itilize nan TGA-DTG yo piti anpil epi yo koupe iregilyèman, sa ki fè detèminasyon zòn yo pa kòrèk.Valè sa yo ka sèlman ekstrè nan yon zòn ki pi gwo si gwo devyasyon yo pran an kont.
Refleksyon total atenue Fourier transfòme enfrawouj (ATR-FTIR) spectre yo te akeri sou yon Bruker Vertex 80 v FTIR espektwomèt (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Almay) lè l sèvi avèk yon akseswar platinum ATR (Bruker Optik GmbH, Almay).Yo te mezire espèk yo nan kristal pi sèk dyaman dirèkteman nan vakyòm anvan yo itilize echantiyon yo kòm yon background pou mezi eksperimantal.Echantiyon yo te mezire nan vakyòm lè l sèvi avèk yon rezolisyon espèk 2 cm-1 ak yon kantite mwayèn analiz de 32. Wavenumber varye ant 8000 ak 500 cm-1.Yo te fè analiz espektak lè l sèvi avèk pwogram OPUS la.
Analiz SEM te fèt lè l sèvi avèk yon DSM 982 Gemini soti nan Zeiss nan akselere vòltaj nan 2 ak 5 kV.Enèji dispersive X-ray spectroscopy (EDX) te fèt lè l sèvi avèk yon Thermo Fischer System 7 ak yon detektè Peltier refwadi Silisyòm drift (SSD).
Te preparasyon an nan plak metal te pote soti dapre pwosedi a menm jan ak sa ki dekri nan 53. Premyèman, plonje plak la nan 50% asid silfirik.15 minit.Lè sa a, yo te prezante nan 1 M solisyon idroksid sodyòm pou apeprè 10 segonn.Lè sa a, echantiyon yo te lave ak yon gwo kantite dlo distile, ak Lè sa a, tranpe nan dlo distile pou 30 minit.Apre tretman sifas preliminè, echantiyon yo te benyen nan yon solisyon 3% satire.HEC ak sèl sib.Finalman, retire yo epi sèk yo nan 60 ° C.
Metòd anodizan amelyore ak ranfòse kouch oksid natirèl la sou metal pasif la.Panno aliminyòm yo te anodize ak asid silfirik nan yon eta fè tèt di ak Lè sa a, sele nan dlo cho.Anodizasyon te swiv yon premye grave ak 1 mol / l NaOH (600 s) ki te swiv pa netralizasyon nan 1 mol / l HNO3 (60 s).Solisyon elektwolit la se yon melanj de 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, ak 1 M MgSO4 + 7H2O.Anodizasyon te pote soti nan (40 ± 1) ° C, 30 mA / cm2 pou 1200 segonn.Pwosesis sele a te pote soti nan divès solisyon sèl jan sa dekri nan materyèl yo (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2).Se echantiyon an bouyi nan li pou 1800 segonn.
Twa metòd diferan pou pwodwi konpoze yo te envestige: kouch adezif, reyaksyon dirèk, ak tretman sifas yo.Avantaj ak dezavantaj chak metòd fòmasyon yo analize sistematikman ak diskite.Yo te itilize obsèvasyon dirèk, nanoimaging, ak analiz chimik/elemantè pou evalye rezilta yo.
Anodizasyon te chwazi kòm yon metòd tretman sifas konvèsyon pou ogmante Adhesion nan idrat sèl.Tretman sifas sa a kreye yon estrikti pore nan alumina (alumina) dirèkteman sou sifas la aliminyòm.Tradisyonèlman, metòd sa a konsiste de de etap: premye etap la kreye yon estrikti pore nan oksid aliminyòm, ak dezyèm etap la kreye yon kouch idroksid aliminyòm ki fèmen porositë yo.Sa ki anba la yo se de metòd pou bloke sèl san yo pa bloke aksè nan faz gaz la.Premye a konsiste de yon sistèm siwo myèl lè l sèvi avèk ti tib oksid aliminyòm (Al2O3) yo jwenn nan premye etap la pou kenbe kristal adsorban yo epi ogmante adezyon li sou sifas metal yo.Siwo myèl ki kapab lakòz yo gen yon dyamèt apeprè 50 nm ak yon longè 200 nm (figi 1a).Kòm mansyone pi bonè, kavite sa yo anjeneral fèmen nan yon dezyèm etap ak yon kouch mens nan Al2O (OH) 2 boehmite sipòte pa pwosesis la bouyi tib alumina.Nan dezyèm metòd la, pwosesis sele sa a modifye nan yon fason ke kristal yo sèl yo kaptire nan yon kouch inifòm ki kouvri nan boehmite (Al2O (OH)), ki pa itilize pou sele nan ka sa a.Dezyèm etap la te pote soti nan yon solisyon satire nan sèl ki koresponn lan.Modèl ki dekri yo gen gwosè nan ranje 50-100 nm epi sanble gout pwojeksyon (figi 1b).Sifas la jwenn kòm yon rezilta nan pwosesis la sele gen yon estrikti pwononse espasyal ak yon zòn kontak ogmante.Modèl sifas sa a, ansanm ak anpil konfigirasyon lyezon yo, se ideyal pou pote ak kenbe kristal sèl.Tou de estrikti ki dekri parèt yo dwe vrèman pore epi yo gen ti kavite ki sanble yo dwe byen adapte pou kenbe idrat sèl ak vapè adsorban nan sèl la pandan operasyon nan adsorber la.Sepandan, analiz elemantè nan sifas sa yo lè l sèvi avèk EDX ka detekte kantite tras nan mayezyòm ak souf sou sifas la nan boehmite, ki pa detekte nan ka yon sifas alumina.
ATR-FTIR echantiyon an te konfime ke eleman an se silfat mayezyòm (gade Figi 2b).Spectre a montre karakteristik silfat ion pik nan 610-680 ak 1080-1130 cm-1 ak karakteristik pik dlo lasi nan 1600-1700 cm-1 ak 3200-3800 cm-1 (gade Fig. 2a, c).).Prezans iyon mayezyòm prèske pa chanje spectre54.
(a) EDX nan yon plak aliminyòm MgSO4 kouvwi boehmite, (b) ATR-FTIR spectre nan boehmite ak MgSO4 kouch, (c) ATR-FTIR spectre nan pi MgSO4.
Kenbe efikasite adsorption te konfime pa TGA.Sou fig.3b montre yon pik desorption de approx.60°C.Pik sa a pa koresponn ak tanperati de pik yo obsève nan TGA nan sèl pi (figi 3a).Yo te evalye repetibilite sik adsorption-desorption, epi yo te obsève menm koub la apre yo fin mete echantiyon yo nan yon atmosfè imid (figi 3c).Diferans yo obsève nan dezyèm etap desorption ka rezilta dezidratasyon nan yon atmosfè ap koule tankou dlo, paske sa souvan mennen nan dezidratasyon enkonplè.Valè sa yo koresponn ak apeprè 17.9 g/m2 nan premye dezidratasyon an ak 10.3 g/m2 nan dezyèm dezidratasyon an.
Konparezon analiz TGA nan boehmite ak MgSO4: analiz TGA nan pi MgSO4 (a), melanj (b) ak apre reyidratasyon (c).
Menm metòd la te pote soti ak klori kalsyòm kòm adsorban.Rezilta yo prezante nan Figi 4. Enspeksyon vizyèl nan sifas la revele ti chanjman nan ekla metalik la.Fouri a apèn vizib.SEM te konfime prezans ti kristal yo menm distribye sou sifas la.Sepandan, TGA pa montre dezidratasyon anba a 150 ° C.Sa a ka akòz lefèt ke pwopòsyon sèl la twò piti konpare ak mas total substra a pou deteksyon pa TGA.
Rezilta tretman sifas nan kouch silfat kwiv pa metòd anodize yo montre nan fig.5. Nan ka sa a, enkòporasyon espere nan CuSO4 nan estrikti oksid Al pa t 'rive.Olye de sa, yo obsève zegwi ki lach jan yo souvan itilize pou idroksid kwiv Cu (OH) 2 yo itilize ak koloran turkwaz tipik.
Tretman an sifas anodize te teste tou nan konbinezon ak klori estwontyòm.Rezilta yo te montre kouvèti inegal (gade Figi 6a).Pou detèmine si sèl la kouvri tout sifas la, yo te fè yon analiz EDX.Koub pou yon pwen nan zòn gri a (pwen 1 nan Fig. 6b) montre ti stronsyòm ak anpil aliminyòm.Sa a endike yon kontni ki ba nan estwonsyòm nan zòn nan mezire, ki, nan vire, endike yon kouvèti ki ba nan klori estwonsyòm.Kontrèman, zòn blan yo gen yon kontni segondè nan estwontyòm ak yon kontni ki ba nan aliminyòm (pwen 2-6 nan Fig. 6b).Analiz EDX nan zòn blan an montre pwen ki pi fonse (pwen 2 ak 4 nan Fig. 6b), ki ba nan klò ak ki gen anpil souf.Sa a ka endike fòmasyon nan silfat estwontyòm.Pwen pi klere yo reflete kontni klò ki wo ak kontni ki ba souf (pwen 3, 5, ak 6 nan Fig. 6b).Sa a ka eksplike pa lefèt ke pati prensipal la nan kouch blan an konsiste de klori a estwontyòm espere.TGA echantiyon an konfime entèpretasyon analiz la ak yon pik nan tanperati karakteristik klori estwontyòm pi (figi 6c).Ti valè yo ka jistifye pa yon ti fraksyon sèl an konparezon ak mas sipò metal la.Mas desorption detèmine nan eksperyans yo koresponn ak kantite 7.3 g/m2 yo bay pou chak inite zòn nan adsorber a nan yon tanperati 150 ° C.
Eloxal-trete penti silfat zenk yo te teste tou.Makroskopikman, kouch la se yon kouch trè mens ak inifòm (figi 7a).Sepandan, SEM revele yon sifas ki kouvri ak ti kristal ki separe pa zòn vid (figi 7b).TGA nan kouch la ak substra yo te konpare ak sa yo ki nan sèl pi bon kalite (Figi 7c).Sèl pi gen yon sèl pik asimetri nan 59.1 ° C.Aliminyòm nan kouvwi te montre de ti pik nan 55.5 ° C ak 61.3 ° C, ki endike prezans nan idrat silfat zenk.Diferans mas revele nan eksperyans lan koresponn ak 10.9 g/m2 nan yon tanperati dezidratasyon 150 ° C.
Menm jan ak aplikasyon anvan an53, yo te itilize idroksietil seluloz kòm yon lyan pou amelyore adezyon ak estabilite kouch sorbant la.TGA te evalye konpatibilite materyèl ak efè sou pèfòmans adsorption.Se analiz la te pote soti nan relasyon ak mas total la, sa vle di echantiyon an gen ladan yon plak metal itilize kòm yon substra kouch.Adhesion teste pa yon tès ki baze sou tès kwaze ki defini nan spesifikasyon ISO2409 (pa ka satisfè spesifikasyon separasyon an depann sou epesè spesifikasyon ak lajè).
Kouch panno yo ak klori kalsyòm (CaCl2) (gade Fig. 8a) te lakòz distribisyon inegal, ki pa te obsève nan kouch aliminyòm pi bon kalite yo itilize pou tès la transverse.Konpare ak rezilta yo pou CaCl2 pi, TGA (Fig. 8b) montre de pik karakteristik deplase nan direksyon pou pi ba tanperati nan 40 ak 20 ° C, respektivman.Tès koup transvèsal la pa pèmèt yon konparezon objektif paske echantiyon CaCl2 pi (echantiyon sou bò dwat la nan Fig. 8c) se yon presipite poud, ki retire patikil ki pi wo yo.Rezilta HEC yo te montre yon kouch trè mens ak inifòm ak adezyon satisfezan.Diferans mas yo montre nan fig.8b koresponn ak 51.3 g/m2 pou chak inite zòn nan adsorber a nan yon tanperati ki 150 ° C.
Rezilta pozitif an tèm de adezyon ak inifòmite yo te jwenn tou ak silfat mayezyòm (MgSO4) (gade Fig. 9).Analiz de pwosesis la desorption nan kouch la te montre prezans nan yon sèl pik nan approx.60°C.Tanperati sa a koresponn ak etap desorption prensipal yo wè nan dezidratasyon sèl pi bon kalite, ki reprezante yon lòt etap nan 44 ° C.Li koresponn ak tranzisyon an soti nan hexahydrate pentahydrate epi li pa obsève nan ka a nan kouch ak atach.Tès koup transvèsal yo montre distribisyon amelyore ak adezyon konpare ak kouch ki fèt ak sèl pi bon kalite.Diferans mas yo obsève nan TGA-DTC koresponn ak 18.4 g / m2 pou chak inite zòn nan adsorber la nan yon tanperati 150 ° C.
Akòz iregilarite sifas, klori estwonsyòm (SrCl2) gen yon kouch inegal sou najwar yo (figi 10a).Sepandan, rezilta tès transverse a te montre distribisyon inifòm ak adezyon siyifikativman amelyore (figi 10c).Analiz TGA te montre yon diferans piti anpil nan pwa, ki dwe akòz kontni an sèl ki pi ba konpare ak substra metal la.Sepandan, etap yo sou koub la montre prezans nan yon pwosesis dezidratasyon, byenke pik la asosye ak tanperati a jwenn lè karakterize sèl pi bon kalite.Pik yo nan 110 ° C ak 70.2 ° C obsève nan Fig.10b yo te jwenn tou lè yo analize sèl pi bon kalite.Sepandan, etap prensipal dezidratasyon yo obsève nan sèl pi bon kalite nan 50 ° C pa te reflete nan koub yo lè l sèvi avèk lyan an.Kontrèman, melanj lyan an te montre de pik nan 20.2 ° C ak 94.1 ° C, ki pa te mezire pou sèl la pi bon kalite (Fig. 10b).Nan yon tanperati 150 °C, diferans mas obsève a koresponn ak 7.2 g / m2 pou chak inite zòn nan adsorber la.
Konbinezon HEC ak silfat zenk (ZnSO4) pa t bay rezilta akseptab (Figi 11).Analiz TGA nan metal la kouvwi pa t 'revele okenn pwosesis dezidratasyon.Malgre ke distribisyon an ak adezyon nan kouch la amelyore, pwopriyete li yo toujou lwen optimal.
Fason ki pi senp pou kouvri fib metal ak yon kouch mens ak inifòm se fekondasyon mouye (figi 12a), ki gen ladan preparasyon sèl la sib ak fekondasyon fib metal ak yon solisyon akeuz.
Lè w ap prepare pou fekondasyon mouye, de pwoblèm prensipal yo rankontre.Sou yon bò, tansyon an sifas nan solisyon an saline anpeche enkòporasyon ki kòrèk la nan likid la nan estrikti a pore.Kristalizasyon sou sifas deyò a (figi 12d) ak bul lè kwense andedan estrikti a (figi 12c) ka sèlman redwi pa bese tansyon sifas la ak pre-mouye echantiyon an ak dlo distile.Disolisyon fòse nan echantiyon an pa evakye lè a nan oswa pa kreye yon koule solisyon nan estrikti a se lòt fason efikas asire ranpli konplè nan estrikti a.
Dezyèm pwoblèm ki te rankontre pandan preparasyon an se te retire fim nan yon pati nan sèl la (gade Fig. 12b).Fenomèn sa a karakterize pa fòmasyon nan yon kouch sèk sou sifas la disolisyon, ki sispann siye a konvektif ankouraje epi kòmanse pwosesis la difizyon ankouraje.Dezyèm mekanis lan pi dousman pase premye a.Kòm yon rezilta, yo mande yon tanperati ki wo pou yon tan siye rezonab, ki ogmante risk pou yo fòme bul andedan echantiyon an.Pwoblèm sa a rezoud pa entwodwi yon metòd altènatif nan kristalizasyon ki baze pa sou chanjman konsantrasyon (evaporasyon), men sou chanjman tanperati (tankou nan egzanp lan ak MgSO4 nan Figi 13).
Reprezantasyon eskematik pwosesis kristalizasyon pandan refwadisman ak separasyon faz solid ak likid lè l sèvi avèk MgSO4.
Solisyon sèl satire ka prepare nan oswa pi wo a tanperati chanm (HT) lè l sèvi avèk metòd sa a.Nan premye ka a, kristalizasyon te fòse pa bese tanperati a anba tanperati chanm.Nan dezyèm ka a, kristalizasyon te fèt lè echantiyon an te refwadi nan tanperati chanm (RT).Rezilta a se yon melanj de kristal (B) ak fonn (A), pati likid ki retire pa lè konprese.Apwòch sa a pa sèlman evite fòmasyon nan yon fim sou idrat sa yo, men tou, diminye tan ki nesesè pou preparasyon an nan lòt konpoze.Sepandan, retire likid la pa lè konprese mennen nan kristalizasyon adisyonèl nan sèl la, sa ki lakòz yon kouch pi epè.
Yon lòt metòd ki ka itilize pou kouvri sifas metal yo enplike pwodiksyon dirèk sèl sib atravè reyaksyon chimik.Echanjeur chalè kouvwi fèt pa reyaksyon asid sou sifas metal najwar ak tib gen yon kantite avantaj, jan yo te rapòte nan etid anvan nou an.Aplikasyon an nan metòd sa a nan fib mennen nan rezilta trè pòv akòz fòmasyon nan gaz pandan reyaksyon an.Presyon bul gaz idwojèn yo ogmante andedan sond la epi li chanje lè pwodui a ap ekspilse (figi 14a).
Kouch la te modifye atravè yon reyaksyon chimik pou pi byen kontwole epesè ak distribisyon kouch la.Metòd sa a enplike nan pase yon kouran vapè asid nan echantiyon an (Figi 14b).Sa a espere rezilta nan yon kouch inifòm pa reyaksyon ak metal la substra.Rezilta yo te satisfezan, men pwosesis la te twò dousman yo dwe konsidere kòm yon metòd efikas (Fig. 14c).Tan reyaksyon pi kout ka reyalize pa chofaj lokalize.
Pou simonte dezavantaj metòd ki anwo yo, yo te etidye yon metòd kouch ki baze sou itilizasyon adhésifs.Yo te chwazi HEC dapre rezilta yo prezante nan seksyon anvan an.Tout echantiyon yo te prepare nan 3% wt.Se lyan an melanje ak sèl.Fib yo te pretrete dapre menm pwosedi ak pou zo kòt yo, sa vle di tranpe nan 50% vol.nan lespas 15 minit.asid silfirik, Lè sa a, tranpe nan idroksid sodyòm pou 20 segonn, lave nan dlo distile epi finalman tranpe nan dlo distile pou 30 minit.Nan ka sa a, yo te ajoute yon etap adisyonèl anvan fekondasyon.Plonje echantiyon an yon ti tan nan yon solisyon sèl sib dilye epi sèk nan apeprè 60 ° C.Pwosesis la fèt pou modifye sifas metal la, kreye sit nikleyasyon ki amelyore distribisyon kouch nan etap final la.Estrikti fib la gen yon bò kote filaman yo pi mens ak byen chaje, ak bò opoze a kote filaman yo pi epè ak mwens distribiye.Sa a se rezilta nan 52 pwosesis fabrikasyon.
Rezilta yo pou klori kalsyòm (CaCl2) yo rezime ak ilistre ak foto nan Tablo 1. Bon pwoteksyon apre inokulasyon.Menm fil sa yo ki pa gen okenn kristal vizib sou sifas la te redwi refleksyon metalik, ki endike yon chanjman nan fini.Sepandan, apre echantiyon yo te enpreye ak yon melanj akeuz nan CaCl2 ak HEC epi cheche nan yon tanperati apeprè 60 ° C, kouch yo te konsantre nan entèseksyon yo nan estrikti yo.Sa a se yon efè ki te koze pa tansyon sifas solisyon an.Apre tranpe, likid la rete andedan echantiyon an akòz tansyon sifas li yo.Fondamantalman li rive nan entèseksyon an nan estrikti.Pi bon bò echantiyon an gen plizyè twou plen ak sèl.Pwa a ogmante pa 0.06 g / cm3 apre kouch.
Kouch ak silfat mayezyòm (MgSO4) te pwodwi plis sèl pou chak volim inite (Tablo 2).Nan ka sa a, enkreman mezire a se 0.09 g/cm3.Pwosesis simen an te lakòz anpil kouvèti echantiyon.Apre pwosesis la kouch, sèl la bloke gwo zòn nan bò mens echantiyon an.Anplis de sa, kèk zòn nan ma yo bloke, men gen kèk porosite kenbe.Nan ka sa a, fòmasyon sèl fasil obsève nan entèseksyon estrikti yo, ki konfime ke pwosesis la kouch se sitou akòz tansyon an sifas nan likid la, epi yo pa entèraksyon ki genyen ant sèl la ak substra metal la.
Rezilta yo pou konbinezon klori estwontyòm (SrCl2) ak HEC te montre pwopriyete ki sanble ak egzanp anvan yo (Tablo 3).Nan ka sa a, kote ki pi mens echantiyon an prèske kouvri nèt.Se sèlman porositë endividyèl yo vizib, ki fòme pandan seche kòm yon rezilta nan liberasyon an nan vapè nan echantiyon an.Modèl la obsève sou bò ma trè menm jan ak ka anvan an, zòn nan bloke ak sèl ak fib yo pa konplètman kouvri.
Yo nan lòd yo evalye efè a pozitif nan estrikti a fib sou pèfòmans nan tèmik nan echanjeur chalè a, yo te detèmine konduktiviti tèmik efikas nan estrikti a fib kouvwi ak konpare ak materyèl la kouch pi bon kalite.Kondiktivite tèmik te mezire selon ASTM D 5470-2017 lè l sèvi avèk aparèy panèl plat yo montre nan Figi 15a lè l sèvi avèk yon materyèl referans ak konduktiviti tèmik li te ye.Konpare ak lòt metòd mezi pasajè, prensip sa a se avantaje pou materyèl pore yo itilize nan etid aktyèl la, depi mezi yo fèt nan yon eta fiks ak yon gwosè echantiyon ase (zòn baz 30 × 30 mm2, wotè apeprè 15 mm).Echantiyon nan materyèl la kouch pi (referans) ak estrikti nan fib kouvwi yo te prepare pou mezi nan direksyon fib la ak pèpandikilè nan direksyon fib la pou evalye efè konduktiviti tèmik anisotropic.Espesimèn yo te mouye sou sifas la (P320 gravye) pou minimize efè brutality sifas akòz preparasyon echantiyon an, ki pa reflete estrikti nan echantiyon an.