基于光谱学分析癸酸-棕榈酸/SiO2@TiO2光催化相变微胶囊的制备机理

建筑能耗占我国总能耗的30％以上,利用建筑自身的被动调节性能提高其热湿调节性能,是实现建筑节能的重要举措.以癸酸、棕榈酸制备相变温度在人体舒适度范围内的癸酸-棕榈酸复合相变材料,采用癸酸-棕榈酸复合相变材料,硅酸四乙酯,钛酸丁酯作为原材料制备具有热湿调节,空气净化功能的癸酸-棕榈酸/SiO2@TiO2光催化相变微胶囊(简称D-T微胶囊)有利于建筑节能,改善室内空气品质.研究分析了去离子水用量(去离子水与硅酸四乙酯物质的量比),pH值,癸酸-棕榈酸复合相变材料的用量(癸酸-棕榈酸复合相变材料与硅酸四乙酯的物质的量比),钛酸丁酯的用量(钛酸丁酯与硅酸四乙酯物质的量比)以及钛酸丁酯的滴加速度五个影响因素对D-T微胶囊的粒径、物质组成、形貌以及空气净化、热湿调节性能的影响.激光粒度分析结果表明去离子水用量和钛酸丁酯用量对D-T微胶囊的粒径分布有重要影响.过水体系能够有效分散T-D微胶囊,防止其团聚;适量的钛酸丁酯水解产生的TiO2包裹在癸酸-棕榈酸@SiO2表面,从而影响D-T微胶囊的粒径.扫描电镜结果显示,过多的癸酸-棕榈酸复合相变材料用量会造成相变材料的泄露;过快的钛酸丁酯滴加速度影响其水解反应速度,造成TiO2的团聚.X-射线衍射(XRD)分析结果显示,pH值是生成具有光催化性能的锐钛矿相TiO2的关键因素.因此,当控制去离子水与硅酸四乙酯的物质的量比为90:1,pH值为2,癸酸-棕榈酸复合相变材料用量为0.5,钛酸丁酯用量为0.8,控制钛酸丁酯的滴加速度为20 min完成时可以获得形貌、粒径完整和物相稳定的D-T微胶囊.D-T微胶囊经过6 h对气态甲醛降解试验,其对甲醛的降解率能够达到67.87％;在18～23℃之间有明显的相变温度平台,平台的持续时间约为300 s;当相对湿度为84.34％时,平衡含湿量达到0.1819 g·g-1,同时相对湿度为32.78％～84.34％之间的湿容量为0.1613 g·g-1.