Daalụ maka ịga leta Nature.com. Ụdị ihe nchọgharị ị na-eji nwere nkwado CSS pere mpe. Maka nsonaazụ kacha mma, anyị na-akwado ka ị jiri ụdị ihe nchọgharị gị ọhụrụ (ma ọ bụ gbanyụọ Ụdị Ndakọrịta na Internet Explorer). Ka ọ dị ugbu a, iji hụ na nkwado na-aga n'ihu, anyị na-egosi saịtị ahụ na-enweghị nhazi ma ọ bụ JavaScript.
A na-eji stearic acid (SA) eme ihe dị ka ihe mgbanwe usoro (PCM) na ngwaọrụ nchekwa ike. N'ọmụmụ ihe a, e jiri usoro sol-gel mee microcapsulate SiO2 shell surfactant. E tinyere ọtụtụ SA (5, 10, 15, 20, 30, na 50 g) n'ime 10 mL nke tetraethyl orthosilicate (TEOS). E ji Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), na scanning electron microscopy (SEM) mara ihe mejupụtara ya. Nsonaazụ njirimara gosiri na SiO2 kpuchiri SA nke ọma. Thermogravimetric analysis (TGA) gosiri na MEPCM nwere nkwụsi ike okpomọkụ ka mma karịa CA. Site na iji differential scanning calorimetry (DSC), achọpụtara na uru enthalpy nke MEPCM agbanweghị ọbụlagodi mgbe usoro 30 nke ikpo ọkụ-jụụ gasịrị. N'ime ihe nlele niile e ji obere ihe kpuchie, 50 g nke SA nwere MEPCM nwere okpomọkụ kachasị elu nke ịgbaze na ịgbaze, nke bụ 182.53 J/g na 160.12 J/g, n'otu n'otu. Ejiri data okpomọkụ gbakọọ uru arụmọrụ ngwugwu ahụ, achọpụtara arụmọrụ kachasị elu maka otu ihe nlele ahụ nke bụ 86.68%.
A na-eji ihe dị ka pasentị iri ise na asatọ nke ike eji eme ihe n'ụlọ ọrụ owuwu ụlọ kpoo ma mee ka ụlọ dị jụụ. Ya mere, ihe kacha mkpa bụ ịmepụta sistemụ ike dị irè nke na-atụle mmetọ gburugburu ebe obibi2. Teknụzụ okpomọkụ zoro ezo nke na-eji ihe mgbanwe usoro (PCM) nwere ike ịchekwa ike dị elu na obere mgbanwe okpomọkụ3,4,5,6 ma enwere ike iji ya mee ihe n'ọhịa dịka nnyefe okpomọkụ, nchekwa ike anyanwụ, ikuku na ntụ oyi7,8,9. PCM na-amịkọrọ ike okpomọkụ site na mpụga ụlọ n'ehihie ma na-ewepụta ike n'abalị10. Ya mere, a na-atụ aro ihe mgbanwe usoro dị ka ihe nchekwa ike okpomọkụ. Na mgbakwunye, enwere ụdị PCM dị iche iche dị ka ihe siri ike-siri ike, mmiri siri ike-mmiri, mmiri mmiri-gas na gas siri ike-gas11. N'ime ha, ihe mgbanwe usoro kachasị ewu ewu ma na-ejikarị eme ihe bụ ihe mgbanwe usoro siri ike-siri ike na ihe mgbanwe usoro siri ike-mmiri. Agbanyeghị, ojiji ha siri ike nke ukwuu n'ihi nnukwu mgbanwe olu nke ihe mgbanwe usoro mmiri-gas na gas siri ike.
PCM nwere ọtụtụ ihe eji eme ihe n'ihi ihe ndị dị na ya: enwere ike iji ndị na-agbaze na okpomọkụ dị n'okpuru 15°C na sistemụ ntụ oyi iji nọgide na-enwe okpomọkụ oyi, a pụkwara iji ndị na-agbaze na okpomọkụ karịrị 90°C na sistemụ kpo oku iji gbochie ọkụ12. Dabere na ntinye na oke ebe agbaze, e jirila kemịkalụ organic na inorganic dị iche iche mepụta ihe dị iche iche nke mgbanwe usoro 13,14,15. Paraffin bụ ihe a na-ejikarị eme mgbanwe usoro 13,14,15 nke nwere oke okpomọkụ dị elu, enweghị ire ere, nchekwa na oke ebe agbaze 16,17,18,19,20,21.
Agbanyeghị, n'ihi obere ike okpomọkụ nke ihe mgbanwe usoro, ọ dị mkpa ka e tinye ha n'ime shei (mpụta oyi akwa) iji gbochie mmiri nke ihe ntọala n'oge usoro mgbanwe usoro22. Na mgbakwunye, njehie ọrụ ma ọ bụ nrụgide mpụga nwere ike imebi oyi akwa mpụta (mkpuchi), ihe mgbanwe usoro agbaze agbaze nwekwara ike imeghachi omume na ihe owuwu, na-akpata nchara nke ogwe ígwè agbakwunyere, si otú a na-ebelata ọrụ nke ụlọ ahụ23. Ya mere, ọ dị mkpa iji ihe mgbanwe usoro ejiri ihe zuru oke mee ihe, nke nwere ike idozi nsogbu ndị dị n'elu24.
Ngwunye obere ihe nke ihe mgbanwe usoro nwere ike ime ka mbufe okpomọkụ dịkwuo elu ma belata mmeghachi omume gburugburu ebe obibi, yana mgbanwe olu njikwa. E mepụtala ụzọ dị iche iche maka mkpuchi PCM, ya bụ njikọta polymerization interfacial25,26,27,28, in situ polymerization29,30,31,32, coacervation33,34,35 na usoro sol-gel36,37,38,39. Enwere ike iji resin formaldehyde maka microencapsulation40,41,42,43. A na-eji resin Melamine-formaldehyde na urea-formaldehyde dị ka ihe shei, nke na-ewepụtakarị formaldehyde na-egbu egbu n'oge ọrụ. Ya mere, a machibidoro iji ihe ndị a na usoro nkwakọ ngwaahịa. Agbanyeghị, enwere ike iji nanocapsules ngwakọ na lignin 44 mepụta ihe mgbanwe usoro maka nchekwa ike okpomọkụ nke nwere ike ịgbasa.
Zhang na ndị otu ya 45 na ndị otu ya chịkọtara lauric acid site na tetraethyl orthosilicate wee kwubie na ka oke olu nke methyltriethoxysilane na tetraethyl orthosilicate na-abawanye, okpomọkụ zoro ezo na-ebelata ma hydrophobicity elu na-abawanye. Lauric acid nwere ike ịbụ ihe dị mkpa ma dị irè maka eriri kapok46. Na mgbakwunye, Latibari na ndị otu ya 47 mepụtara PCMs dabere na stearic acid site na iji TiO2 dị ka ihe mkpuchi. Zhu na ndị otu ya kwadebere n-octadecane na silicone nanocapsules dị ka PCMs nwere ike 48. Site na nyocha nke akwụkwọ, ọ siri ike ịghọta usoro akwadoro maka ịmepụta ihe mgbanwe usoro microencapsulated dị irè ma kwụsie ike.
Ya mere, dịka ndị dere akwụkwọ si kwuo, ọnụọgụ ihe mgbanwe usoro eji eme obere ihe bụ paramita dị mkpa maka mmepụta nke ihe mgbanwe usoro microencapsulated dị irè ma kwụsie ike. Iji ọtụtụ ihe mgbanwe usoro dị iche iche ga-enyere anyị aka ịkọwa ihe dị iche iche na nkwụsi ike nke ihe mgbanwe usoro microencapsulated. Stearic acid (fatty acid) bụ ihe na-adịghị ize ndụ gburugburu ebe obibi, dị mkpa maka ahụike na akụnụba nke enwere ike iji chekwaa ike okpomọkụ n'ihi na ọ nwere uru enthalpy dị elu (~ 200 J/g) ma nwee ike iguzogide okpomọkụ ruo 72 °C. Na mgbakwunye, SiO2 anaghị agba ọkụ, na-enye ike igwe dị elu, njikwa okpomọkụ na iguzogide kemịkal ka mma na ihe ndị bụ isi, ma na-arụ ọrụ dị ka ihe pozzolanic na owuwu. Mgbe agwakọtara simenti na mmiri, PCM ndị a na-anaghị etinye na ya nwere ike ịgbawa n'ihi mmebi igwe na okpomọkụ dị elu (okpomọkụ nke mmiri) nke emepụtara na nnukwu ụlọ simenti. Ya mere, iji obere ihe CA nwere shei SiO2 nwere ike idozi nsogbu a. Ya mere, ebumnuche nke ọmụmụ ihe a bụ inyocha arụmọrụ na arụmọrụ nke PCMs nke usoro sol-gel mepụtara na ngwa owuwu. N'ọrụ a, anyị mụrụ ọnụọgụ SA dị iche iche (dị ka ihe ndabere) nke 5, 10, 15, 20, 30 na 50 g nke e tinyere na shei SiO2. Ejiri ọnụọgụ tetraethylorthosilicate (TEOS) nke dị na olu 10 ml dị ka ihe ngwọta maka imepụta shei SiO2.
A zụtara stearic acid nke na-arụ ọrụ nke ọma (SA, C18H36O2, ebe ịgbaze: 72°C) dịka ihe dị mkpa site na Daejung Chemical & Metals Co., Ltd., Gyeonggi-do, South Korea. A zụtara tetraethylorthosilicate (TEOS, C8H20O4Si) dị ka ihe ngwọta mbụ site na Acros Organics, Geel, Belgium. Na mgbakwunye, azụtara ethanol zuru oke (EA, C2H5OH) na sodium lauryl sulfate (SLS, C12H25NaO4S) site na Daejung Chemical & Metals Co., Ltd, Gyeonggi-do, South Korea, e jikwa ya mee ihe dị ka ihe mgbaze na ihe surfactants, n'otu n'otu. A na-ejikwa mmiri a gwakọtara agwakọta dị ka ihe mgbaze.
A gwakọtara ọnụọgụ SA dị iche iche na nha dị iche iche nke sodium lauryl sulfate (SLS) na 100 mL nke mmiri a gwakọtara agwakọta site na iji ihe na-akpali magnet na 800 rpm na 75 °C maka otu awa (Tebụl 1). E kewara emulsions SA n'ime otu abụọ: (1) A gwakọtara 5, 10 na 15 g nke SA na 0.10 g nke SLS na 100 ml nke mmiri a gwakọtara agwakọta (SATEOS1, SATEOS2 na SATEOS3), (2) A gwakọtara 20, 30 na 50 g nke SA na 0.15, 0.20 na 0.25 g nke SLS na 100 ml nke mmiri a gwakọtara agwakọta (SATEOS4, SATEOS5 na SATEOS6). A jiri 0.10 g SLS na 5, 10 na 15 g SA mepụta emulsions dị iche iche. Mgbe nke ahụ gasịrị, a tụrụ aro ka e mee ka ọnụọgụ SLS maka SATEOS4, SATEOS5 na SATEOS6 dịkwuo elu. Tebụl 1 na-egosi oke nke CA na SLS ejiri nweta ngwọta emulsion kwụsiri ike.
Tinye 10 ml TEOS, 10 ml ethanol (EA) na 20 ml mmiri a gwakọtara agwakọta n'ime beaker 100 ml. Iji mụọ arụmọrụ nke oke dị iche iche nke shei SA na SiO2, e dekọrọ ọnụọgụgụ njikọta nke ihe nlele niile. E jiri ihe na-akpalite magnet kpalie ngwakọta ahụ na 400 rpm na 60°C maka otu awa. E tinyeziri ihe ngwọta mbụ ahụ na mmiri mmiri na-agbada na emulsion SA a kwadebere, kpalie ya nke ọma na 800 rpm na 75°C maka awa abụọ, wee tee ya iji nweta ntụ ọcha. E jiri mmiri mmiri a gwakọtara agwakọta saa ntụ ọcha ahụ iji wepụ SA fọdụrụ ma kpọọ nkụ na oven vacuum na 45°C maka awa 24. N'ihi ya, e nwetara SC microencapsulated nwere shei nke SiO2. E gosiri usoro mmepụta na nkwadebe nke SA microencapsulated na Foto 1.
E ji usoro sol-gel kwadebe obere kapsụlụ SA nwere shei SiO2, a na-egosikwa usoro encapsulation ha na Foto 2. Nzọụkwụ mbụ gụnyere ịkwadebe emulsion SA na mmiri mmiri nwere SLS dị ka surfactant. N'okwu a, njedebe hydrophobic nke molekul SA na-ejikọ na SLS, na njedebe hydrophilic na molekul mmiri, na-emepụta emulsion kwụsiri ike. Ya mere, a na-echebe akụkụ hydrophobic nke SLS ma kpuchie elu nke mmiri SA. N'aka nke ọzọ, hydrolysis nke ngwọta TEOS na-eme nwayọ site na molekul mmiri, na-eduga na ịmepụta TEOS hydrolyzed n'ihu ethanol (Fig. 2a) 49,50,51. TEOS hydrolyzed na-enweta mmeghachi omume condensation, n'oge nke TEOS n-hydrolyzed na-emepụta ụyọkọ silica (Fig. 2b). E tinyere SA52 na mkpokọta silica n'ihu SLS (Fig. 2c), nke a na-akpọ usoro microencapsulation.
Ihe osise eserese nke obere ihe mkpuchi nke CA na shei nke SiO2 (a) hydrolysis nke TEOS (b) condensation nke hydrolyzate na (c) encapsulation nke CA na shei nke SiO2.
E jiri Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR, Perkin Elmer UATR Two, USA) mee nyocha kemịkalụ nke nnukwu SA na obere SA, e dekọkwara spectra n'etiti 500 ruo 4000 cm-1.
E jiri X-ray diffractometer (XRD, D/MAX-2500, Rigaku, Japan) nyochaa usoro SA buru ibu na ihe ndị dị na microcapsule. E mere nyocha nhazi X-ray na oke 2θ = 5°–95° yana ọsọ nyocha nke 4°/min, site na iji radieshon Cu-Kα (λ = 1.541 Å), ọnọdụ ọrụ nke 25 kV na 100 mA, na ụdị nyocha na-aga n'ihu. E wuru onyonyo X-ray na oke 2θ = 5–50°, ebe ọ bụ na ahụghị oke ọ bụla mgbe 50° gasịrị na ihe nlele niile.
E jiri Al Kα (1486.6 eV) mee X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, Scienta Omicron R3000, USA) dị ka isi iyi X-ray iji ghọta ọnọdụ kemịkalụ nke nnukwu SA yana ihe ndị dị na ihe mkpuchi ahụ. E jiri carbon exotic (ike njikọ 284.6 eV) mee nhazi XPS spectra nke a chịkọtara ruo na elu C 1s. Mgbe emechara ndozi ndabere site na iji usoro Shirley, a gbanyụrụ elu dị elu nke ihe ọ bụla ma tinye ya na ọrụ Gaussian/Lorentzian site na iji ngwanrọ CASA XPS.
E jiri igwe nyocha elektrọn (SEM, MIRA3, TESCAN, Brno, Czech Republic) nke nwere ike ịgbasa X-ray (EDS) na 15 kV, leba anya n'ụdị nke nnukwu SC na obere SC. Tupu onyonyo SEM, e ji platinum (Pt) tee ihe nlele ndị ahụ iji zere mmetụta chaja.
E ji calorimetry nyocha dị iche iche (DSC, TA Instrument, Discovery DSC, Newcastle, USA) chọpụta ihe ndị na-eme ka okpomọkụ dị (ọkụ) (ọkụ na-agbaze/mmiri na okpomọkụ na-adịghị ekpo ọkụ) na ntụkwasị obi (ọkụ na-agbagharị) na ihe ndị a pụrụ ịtụkwasị obi (ọkụ na-agbagharị) na ọnụego okpomọkụ nke 10 °C/min na 40 °C na 90 °C na nhicha nitrogen na-aga n'ihu. E jiri TGA analyzer (TA Instrument, Discovery TGA, New Castle, USA) mee nyocha mbelata ibu na nitrogen na-aga n'ihu na-amalite na okpomọkụ nke 40–600 °C, yana ọnụego okpomọkụ nke 10 °C/min.
Foto nke 3 na-egosi FTIR spectra nke nnukwu SC yana obere SC (SATEOS1, SATEOS2, SATEOS3, SATEOS4, SATEOS5 na SATEOS6). A na-akọwa oke mmịpụta na 2910 cm-1 na 2850 cm-1 na ihe nlele niile (SA yana obere SA) site na mkpọtụ agbatị symmetrical nke otu –CH3 na –CH2, n'otu n'otu10,50. Oke kachasị na 1705 cm–1 kwekọrọ na agbatị agbatị nke njikọ C=O. A na-akọwa oke kachasị na 1470 cm-1 na 1295 cm-1 site na mkpọtụ agbaji agbaji nke otu ọrụ –OH, ebe oke kachasị na 940 cm-1 na 719 cm-1 kwekọrọ na vibration in-plane na mmepụta. -plane deformation vibration, n'otu n'otu - otu OH. A hụkwara oke mmịpụta nke SA na 2910, 2850, 1705, 1470, 1295, 940 na 719 cm-1 na SA niile nwere obere mmịpụta. Na mgbakwunye, a hụrụ oke ọhụrụ achọpụtara na 1103 cm-1 nke kwekọrọ na mkpọtụ mgbochi nke eriri Si-O-Si na SA microcapsule. Nsonaazụ FT-IR kwekọrọ na Yuan et al. 50 Ha kwadebere obere mmịpụta nke SA na oke ammonia/ethanol ma chọpụta na ọ dịghị mmekọrịta kemịkalụ mere n'etiti SA na SiO2. Nsonaazụ nke ọmụmụ FT-IR ugbu a na-egosi na shei SiO2 kpuchiri SA (isi) nke ọma site na usoro njikọta na polymerization nke TEOS hydrolyzed. Na obere ọdịnaya SA, oke ike nke eriri Si-O-Si dị elu (Fig. 3b-d). Ka ọnụọgụ SA na-abawanye ruo ihe karịrị 15 g, ike nke elu na ịgbasa nke eriri Si-O-Si na-ebelata nwayọ nwayọ, na-egosi na e guzobere obere oyi akwa SiO2 n'elu SA.
FTIR spectra nke (a) SA, (b) SATEOS1, (c) SATEOS2, (d) SATEOS3, (e) SATEOS4, (f) SATEOS5 na (g) SATEOS6.
E gosiri ụkpụrụ XRD nke nnukwu SA na obere SA na eserese nke 4. E nwere elu XRD dị na 2θ = 6.50° (300), 10.94° (500), 15.46° (700), 20.26° \((\overline {5} dịka JCPDS Nke 0381923, 02)\ si dị, 21.42° na ihe nlele niile (311), 24.04° (602) na 39.98° (913) ka e kenyere SA. Mgbanwe na njikọta na nnukwu CA n'ihi ihe ndị a na-ejighị n'aka dịka surfactant (SLS), ihe ndị ọzọ fọdụrụ na obere ihe SiO250. Mgbe e tinyere mkpuchi, ike nke isi elu (300), (500), (311), na (602) na-ebelata nwayọ ma e jiri ya tụnyere nnukwu CA, na-egosi mbelata na kristal nke ihe nlele ahụ.
Usoro XRD nke (a) SA, (b) SATEOS1, (c) SATEOS2, (d) SATEOS3, (e) SATEOS4, (f) SATEOS5 na (g) SATEOS6.
Ike nke SATEOS1 na-ebelata nke ukwuu ma e jiri ya tụnyere ihe atụ ndị ọzọ. Ahụghị elu ndị ọzọ n'ime ihe nlele microencapsulated niile (Foto 4b–g), nke na-akwado na mmịpụta anụ ahụ nke SiO252 kama mmekọrịta kemịkalụ na-eme n'elu SA. Na mgbakwunye, e kwubiri na obere encapsulation nke SA emeghị ka ihe owuwu ọhụrụ ọ bụla pụta ìhè. SiO2 ka dịgidere n'elu SA na-enweghị mmeghachi omume kemịkalụ ọ bụla, ka ọnụọgụ SA na-ebelatakwa, elu ndị dị adị na-apụta ìhè karị (SATEOS1). Nsonaazụ a na-egosi na SiO2 na-ekpuchi elu SA. Oke dị na (700) na-apụ n'anya kpamkpam, elu dị na \((\overline{5}02)\) na-aghọkwa ihe mkpofu na SATEOS 1 (Foto 4b), nke jikọtara ya na mbelata kristal na mmụba amorphism. SiO2 bụ amorphous n'okike, ya mere elu ndị a hụrụ site na 2θ = 19° ruo 25° nwere hump na gbasawanye53 (Foto 4b–g), nke na-akwado ịdị adị nke amorphous SiO252. Ike diffraction dị ala nke microencapsulated SA bụ n'ihi mmetụta nucleation nke mgbidi dị n'ime silica na àgwà kristal na-egbochi49. A kwenyere na site na obere ọdịnaya SA, a na-emepụta shei silica dị arọ n'ihi ọnụnọ nke nnukwu TEOS, nke a na-etinyekarị n'elu mpụta nke SA. Agbanyeghị, ka ọnụọgụ SA na-abawanye, mpaghara elu nke SA droplets na ngwọta emulsion na-abawanye ma chọkwuo TEOS maka mkpuchi kwesịrị ekwesị. Ya mere, na ọdịnaya SA dị elu, a na-ebelata elu SiO2 na FT-IR (Foto 3), ike nke elu diffraction dị nso na 2θ = 19–25° na XRF (Foto 4) na-ebelata ma mgbasawanye ahụ na-ebelatakwa. A naghị ahụ ya anya. Agbanyeghị, dịka a pụrụ ịhụ na Foto nke 4, ozugbo ọnụọgụ SA mụbara site na 5 g (SATEOS1) ruo 50 g (SATEOS6), ọnụ ọgụgụ SA na-adị nso na ibu SA, ọnụ ọgụgụ ya na (700) na-apụta na ike kachasị elu niile achọpụtara. Nsonaazụ a na-ejikọta na nsonaazụ FT-IR, ebe ike nke elu SiO2 SATEOS6 na-ebelata na 1103 cm-1 (Foto nke 3g).
A na-egosi ọnọdụ kemịkalụ nke ihe ndị dị na SA, SATEOS1 na SATEOS6 na eserese 1 na 2. Foto 5, 6, 7 na 8 na Tebụl 2. A na-egosi nyocha nha maka nnukwu SA, SATEOS1 na SATEOS6 na eserese 5 na nyocha mkpebi dị elu maka C 1s, O 1s na Si 2p na eserese 5, 6, 7 na 8 na Tebụl 2. 6, 7 na 8 n'otu n'otu. A chịkọtara uru ike njikọ nke XPS nwetara na Tebụl 2. Dịka a pụrụ ịhụ site na Foto 5, a hụrụ elu Si 2s na Si 2p doro anya na SATEOS1 na SATEOS6, ebe microcapsulation nke shei SiO2 mere. Ndị nchọpụta gara aga akọpụtala oke Si 2s yiri ya na 155.1 eV54. Ọnụnọ nke oke Si na SATEOS1 (Foto 5b) na SATEOS6 (Foto 5c) na-akwado data FT-IR (Foto 3) na XRD (Foto 4).
Dịka egosiri na Foto 6 a, C 1s nke SA buru ibu nwere oke atọ dị iche iche nke CC, caliphatic, na O=C=O na ike njikọ, nke bụ 284.5 eV, 285.2 eV, na 289.5 eV, n'otu n'otu. A hụkwara oke C–C, caliphatic na O=C=O na SATEOS1 (Fig. 6b) na SATEOS6 (Fig. 6c) ma chịkọta ha na Tebụl 2. Na mgbakwunye na nke a, oke C 1s kwekọrọ na oke Si-C ọzọ na 283 .1 eV (SATEOS1) na 283.5 eV (SATEOS6). Ike njikọ anyị a hụrụ maka C–C, caliphatic, O=C=O na Si–C na-ejikọ nke ọma na isi mmalite ndị ọzọ55,56.
E gosiri spectra XPS nke O 1 SA, SATEOS1 na SATEOS6 na Foto 7a–c, n'otu n'otu. A na-agbanyụ oke O 1s nke nnukwu SA ma nwee elu abụọ, ya bụ C=O/C–O (531.9 eV) na C–O–H (533.0 eV), ebe O 1 nke SATEOS1 na SATEOS6 na-agbanwe agbanwe. E nwere naanị elu atọ: C=O/C–O, C–O–H na Si–OH55,57,58. Ike njikọ O 1s na SATEOS1 na SATEOS6 na-agbanwe ntakịrị ma e jiri ya tụnyere nnukwu SA, nke ejikọtara ya na mgbanwe na iberibe kemịkalụ n'ihi ọnụnọ nke SiO2 na Si-OH na ihe mkpuchi ahụ.
E gosiri spectra Si 2p XPS nke SATEOS1 na SATEOS6 na Foto 8a na b, n'otu n'otu. Na nnukwu CA, ahụghị Si 2p n'ihi enweghị SiO2. Oke Si 2p kwekọrọ na 105.4 eV maka SATEOS1 na 105.0 eV maka SATEOS6, nke kwekọrọ na Si-O-Si, ebe oke SATEOS1 bụ 103.5 eV na oke SATEOS6 bụ 103.3 eV, nke kwekọrọ na Si-OH55. Ndakọrịta elu Si-O-Si na Si-OH na SATEOS1 na SATEOS6 gosipụtara obere mkpuchi SiO2 nke ọma na elu isi SA.
Ọdịdị nke ihe e ji obere ihe kpuchie dị oke mkpa, na-emetụta ike ịgbaze, nkwụsi ike, mmeghachi omume kemịkalụ, ike ịgbafe na ike59. Ya mere, ejiri SEM kọwaa ọdịdị nke nnukwu SA (100×) na obere ihe e ji obere ihe kpuchie SA (500×), dịka egosiri na Foto 9. Dịka a pụrụ ịhụ site na Foto 9a, ngọngọ SA nwere ọdịdị elliptical. Nha ihe ahụ karịrị micron 500. Agbanyeghị, ozugbo usoro obere ihe e ji obere ihe kpuchie na-aga n'ihu, ọdịdị ya na-agbanwe nke ukwuu, dịka egosiri na Foto 9 b–g.
Foto SEM nke (a) SA (×100), (b) SATEOS1, (c) SATEOS2, (d) SATEOS3, (e) SATEOS4, (f) SATEOS5 na (g) SATEOS6 na ×500.
N'ihe atụ SATEOS1, a hụrụ obere ihe ndị dị ka SiO2 nke a na-ekechi n'akụkụ dị larịị nke nwere elu siri ike (Foto 9b), nke nwere ike ịbụ n'ihi hydrolysis na condensation polymerization nke TEOS n'elu SA, na-eme ka mgbasa ngwa ngwa nke ethanol molecules dịkwuo ngwa ngwa. N'ihi ya, a na-etinye ihe ndị dị na SiO2 ma na-ahụ njikọta52,60. Shei SiO2 a na-enye ike igwe nye ihe ndị dị na CA nke a na-ekechi n'akụkụ dị elu ma na-egbochi ntapu nke CA agbazere agbaze na okpomọkụ dị elu10. Nsonaazụ a na-egosi na enwere ike iji obere ihe ndị dị na SA nke nwere SiO2 dị ka ihe nchekwa ike nwere ike ịbụ61. Dịka a pụrụ ịhụ site na Foto 9b, ihe nlele SATEOS1 nwere nkesa otu nha yana akwa SiO2 dị arọ nke na-ekpuchi SA. Nha ihe ndị dị na SA nke a na-ekechi n'akụkụ dị larịị (SATEOS1) dị ihe dị ka 10–20 μm (Foto 9b), nke dị obere ma e jiri ya tụnyere SA buru ibu n'ihi obere ọdịnaya SA. Ọkpụrụkpụ nke oyi akwa microcapsule bụ n'ihi hydrolysis na condensation polymerization nke ihe ngwọta precursor. Agglomeration na-eme na obere doses nke SA, ya bụ, ruo 15 g (Fig. 9b-d), mana ozugbo e mụbara dose ahụ, a hụghị agglomeration, mana a na-ahụ irighiri ihe gbara okirikiri doro anya (Fig. 9e-g) 62.
Na mgbakwunye, mgbe ọnụọgụ nke SLS surfactant na-adịgide adịgide, ọdịnaya SA (SATEOS1, SATEOS2 na SATEOS3) na-emetụtakwa arụmọrụ, ọdịdị na nha nkesa. Ya mere, achọpụtara na SATEOS1 na-egosipụta obere nha nkesa, nkesa otu na elu dị oke (Foto 9b), nke e kwuru na ọ bụ n'ihi ọdịdị hydrophilic nke SA na-akwalite nucleation nke abụọ n'okpuru surfactant na-adịgide adịgide63. A kwenyere na site n'ịbawanye ọdịnaya SA site na 5 ruo 15 g (SATEOS1, SATEOS2 na SATEOS3) na iji ọnụọgụ surfactant na-adịgide adịgide, ya bụ, 0.10 g SLS (Tebụl 1), ntinye aka nke ihe ọ bụla nke molekul surfactant ga-ebelata, si otú a belata nha nke ihe na nha nkesa. Nkesa nke SATEOS2 (Foto 9c) na SATEOS3 (Foto 9d) dị iche na nkesa nke SATEOS 1 (Foto 9b).
Ma e jiri ya tụnyere SATEOS1 (Foto 9b), SATEOS2 gosiri ọdịdị dị oke nke SA microencapsulated na nha nke ihe ndị ahụ mụbara (Foto 9c). Nke a bụ n'ihi njikọta 49, nke na-ebelata ọnụego coagulation (Foto 2b). Ka ọnụọgụ nke SC na-abawanye ka SLS na-abawanye, microcapsules na-apụta ìhè nke ọma, dịka egosiri na Fig. otu esi agwakọta. Na mgbakwunye, Foto 9e–g na-egosi na ihe niile dị gburugburu na nha. A matala na n'ihu nnukwu SA, enwere ike nweta oke oligomers silica kwesịrị ekwesị, na-akpata condensation na encapsulation kwesịrị ekwesị, ya mere e guzobere microcapsules akọwapụtara nke ọma49. Site na nsonaazụ SEM, o doro anya na SATEOS6 mepụtara microcapsules kwekọrọ na ya ma e jiri ya tụnyere obere ego nke SA.
A na-egosi nsonaazụ nke spectroscopy X-ray ike (EDS) nke nnukwu SA na obere kapsụl SA na Tebụl 3. Dịka a pụrụ ịhụ site na tebụl a, ọdịnaya Si na-ebelata nwayọ site na SATEOS1 (12.34%) gaa na SATEOS6 (2.68%). Mmụba na SA. Ya mere, anyị nwere ike ikwu na mmụba na ọnụọgụ SA na-eduga na mbelata na ntinye nke SiO2 n'elu SA. Enweghị ụkpụrụ na-agbanwe agbanwe maka ọdịnaya C na O na Tebụl 3 n'ihi nyocha ọkara-ọnụọgụ nke EDS51. Ọdịnaya Si nke obere SA nwere njikọ na nsonaazụ FT-IR, XRD na XPS.
A na-egosi omume ịgbaze na ịgbaze nke SA buru ibu yana SA buru ibu nwere shei SiO2 na eserese 1 na 2. A na-egosi ha na eserese 10 na 11 n'otu n'otu, a na-egosikwa data okpomọkụ na Tebụl 4. A chọpụtara na okpomọkụ ịgbaze na ịgbaze nke SA buru ibu dị iche. Ka ọnụọgụ SA na-abawanye, okpomọkụ ịgbaze na ịgbaze na-abawanye ma na-erute uru nke SA buru ibu. Mgbe obere mkpuchi SA gasịrị, mgbidi silica na-eme ka okpomọkụ kristal dịkwuo elu, mgbidi ya na-arụkwa ọrụ dị ka isi ihe iji kwalite ọdịiche dị iche iche. Ya mere, ka ọnụọgụ SA na-abawanye, okpomọkụ ịgbaze (Fig. 10) na ịgbaze (Fig. 11) na-abawanyekwa nwayọ nwayọ49,51,64. N'ime ihe nlele SA buru ibu niile, SATEOS6 gosipụtara okpomọkụ ịgbaze na ịgbaze kachasị elu, nke SATEOS5, SATEOS4, SATEOS3, SATEOS2, na SATEOS1 sochiri.
SATEOS1 na-egosi ebe kachasị agbaze (68.97 °C) na okpomọkụ siri ike (60.60 °C), nke bụ n'ihi obere nha nke mmegharị nke mkpụrụ ndụ SA n'ime obere kapsụl dị obere nke ukwuu na shei SiO2 na-etolite akwa dị arọ, ya mere Core Material na-egbochi ịgbatị na mmegharị49. Echiche a metụtara nsonaazụ SEM, ebe SATEOS1 gosiri obere nha mkpụrụ ndụ (Fig. 9b), nke bụ n'ihi eziokwu ahụ bụ na mkpụrụ ndụ SA dị n'ime obere mpaghara nke obere kapsụl. Ihe dị iche na okpomọkụ agbaze na ịgbaze nke isi ihe, yana obere kapsụl SA niile nwere shei SiO2, dị n'etiti 6.10–8.37 °C. Nsonaazụ a na-egosi na enwere ike iji obere kapsụl SA dị ka ihe nchekwa ike nwere ike n'ihi ezigbo ike okpomọkụ nke shei SiO2 65.
Dịka a pụrụ ịhụ site na Tebụl 4, SATEOS6 nwere enthalpy kachasị elu n'etiti SC niile nwere obere SC (Foto 9g) n'ihi mkpuchi kwesịrị ekwesị nke SEM hụrụ. Enwere ike ịgbakọ ọnụego nkwakọ ngwaahịa SA site na iji usoro nha anya (1). (1) Site na iji data okpomọkụ zoro ezo nke obere SC49 nwere obere enthalpy.
Uru R na-anọchite anya ogo mkpuchi (%) nke SC nke nwere obere mkpuchi, ΔHMEPCM,m na-anọchite anya okpomọkụ zoro ezo nke njikọ nke obere mkpuchi SC, ΔHPCM,m na-anọchite anya okpomọkụ zoro ezo nke njikọta nke SC. Na mgbakwunye, a na-agbakọ arụmọrụ nkwakọ ngwaahịa (%) dị ka paramita teknụzụ ọzọ dị mkpa, dịka egosiri na Nha nhata (1). (2)49.
Uru E na-anọchite anya arụmọrụ nke encapsulation (%) nke microencapsulated CA, ΔHMEPCM, na-anọchite anya okpomọkụ zoro ezo nke ọgwụgwọ nke microencapsulated CA, ebe ΔHPCM, na-anọchite anya okpomọkụ zoro ezo nke ọgwụgwọ nke CA.
Dịka egosiri na Tebụl 4, ogo nkwakọ ngwaahịa na arụmọrụ nke SATEOS1 bụ 71.89% na 67.68%, n'otu n'otu, ogo nkwakọ ngwaahịa na arụmọrụ nke SATEOS6 bụ 90.86% na 86.68%, n'otu n'otu (Tebụl 4). Ihe atụ SATEOS6 na-egosipụta oke nchekwa na arụmọrụ kachasị elu n'etiti SA niile nwere obere nchekwa, na-egosi ikike okpomọkụ dị elu ya. Ya mere, mgbanwe site na mmiri siri ike gaa na mmiri mmiri chọrọ nnukwu ike. Na mgbakwunye, ọdịiche dị na okpomọkụ agbaze na nke siri ike nke SA niile na nnukwu SA n'oge usoro oyi na-egosi na shei silica dị n'ebe dị anya n'oge mmepụta microcapsule. Ya mere, nsonaazụ ya na-egosi na ka ọnụọgụ SC na-abawanye, ọnụego nchekwa na arụmọrụ na-abawanye nwayọ nwayọ (Tebụl 4).
E gosiri usoro TGA nke nnukwu SA na obere kapsụl SA nwere shei SiO2 (SATEOS1, SATEOS3 na SATEOS6) na eserese 12. E jiri ihe atụ ndị a tụnyere ihe ndị e ji ekpo ọkụ nke nnukwu SA (SATEOS1, SATEOS3 na SATEOS6) na obere kapsụl. O doro anya site na usoro TGA na mbelata ibu nke nnukwu SA yana obere kapsụl SA na-egosi mbelata dị nro ma dị ntakịrị site na 40°C ruo 190°C. N'ọnọdụ okpomọkụ a, nnukwu SC anaghị emebi okpomọkụ, ebe obere kapsụl SC na-ewepụta mmiri a na-etinye n'ime ya ọbụlagodi mgbe ọ kpọrọ nkụ na 45°C ruo awa 24. Nke a butere obere mbelata ibu, 49 mana gafere okpomọkụ a, ihe ahụ malitere imebi. Na obere ọdịnaya SA (ya bụ, SATEOS1), ọdịnaya mmiri a na-etinye n'ime ya dị elu, ya mere mfu oke ahụ ruo 190°C dị elu (nke dị na eserese 12). Ozugbo okpomọkụ ahụ rịrị elu karịa 190 °C, ihe nlele ahụ na-amalite ịla n'iyi n'ihi usoro ire ere. Oke SA na-amalite ịgbaze na 190 °C ma naanị 4% ka nọ na 260 °C, ebe SATEOS1, SATEOS3 na SATEOS6 na-ejide 50%, 20% na 12% na okpomọkụ a, n'otu n'otu. Mgbe 300 °C gasịrị, oke mfu nke oke SA dị ihe dị ka 97.60%, ebe oke mfu nke SATEOS1, SATEOS3, na SATEOS6 dị ihe dị ka 54.20%, 82.40%, na 90.30%, n'otu n'otu. Site na mmụba na oke SA, ọdịnaya SiO2 na-ebelata (Tebụl 3), a na-ahụkwa mkpụkọ ahụ na SEM (Foto 9). Ya mere, mbelata ibu nke obere SA nke a na-akpọchi na ya dị ala ma e jiri ya tụnyere nnukwu SA, nke a na-akọwa site na njirimara dị mma nke shei SiO2, nke na-akwalite nhazi nke oyi akwa silicate carbonaceous n'elu SA, si otú a na-ekewapụ isi SA ma na-ebelata mwepụta nke ngwaahịa ndị na-agbanwe agbanwe10. Oyi akwa char a na-emepụta ihe mgbochi anụ ahụ n'oge ire ere okpomọkụ, na-egbochi mgbanwe nke molekul ndị na-ere ọkụ na usoro gas66,67. Na mgbakwunye na nke a, anyị nwekwara ike ịhụ nsonaazụ mbelata ibu dị ukwuu: SATEOS1 na-egosi uru dị ala ma e jiri ya tụnyere SATEOS3, SATEOS6 na SA. Nke a bụ n'ihi na ọnụọgụ SA dị na SATEOS1 dị obere karịa na SATEOS3 na SATEOS6, ebe shei SiO2 na-etolite akwa dị arọ. N'ụzọ dị iche, mbelata ibu nke nnukwu SA ruru 99.50% na 415 °C. Agbanyeghị, SATEOS1, SATEOS3, na SATEOS6 gosiri mbelata nke 62.50%, 85.50%, na 93.76% n'otu n'otu, na 415 °C. Nsonaazụ a na-egosi na mgbakwunye nke TEOS na-eme ka mmebi nke SA ka mma site n'ịmepụta oyi akwa SiO2 n'elu SA. Akwa ndị a nwere ike ịmepụta ihe mgbochi anụ ahụ, ya mere enwere ike ịhụ mmụba na nkwụsi ike okpomọkụ nke CA microencapsulated.
A na-egosi nsonaazụ ntụkwasị obi okpomọkụ nke nnukwu SA na ihe nlele microencapsulated kacha mma (ya bụ, SATEOS 6) mgbe usoro ikpo ọkụ na oyi 30 nke DSC51,52 gasịrị na Foto 13. A pụrụ ịhụ na nnukwu SA (Foto 13a) egosighi ọdịiche ọ bụla na okpomọkụ ịgbaze, ike na uru enthalpy, ebe SATEOS6 (Foto 13b) egosighi ọdịiche ọ bụla na okpomọkụ na uru enthalpy ọbụlagodi mgbe usoro ikpo ọkụ nke 30 gasịrị. na usoro oyi. Nnukwu SA gosipụtara ebe ịgbaze nke 72.10 °C, okpomọkụ siri ike nke 64.69 °C, na okpomọkụ nke njikọ na ike mgbe okirikiri mbụ gasịrị bụ 201.0 J/g na 194.10 J/g, n'otu n'otu. Mgbe okirikiri nke 30 gasịrị, ebe agbaze nke ụkpụrụ ndị a belatara ruo 71.24 °C, okpomọkụ siri ike belatara ruo 63.53 °C, uru enthalpy belatara site na 10%. Mgbanwe na okpomọkụ ịgbaze na ịgbaze na ịgbaze, yana mbelata na ụkpụrụ enthalpy, na-egosi na nnukwu CA enweghị ntụkwasị obi maka ngwa ndị na-abụghị microencapsulation. Agbanyeghị, mgbe e mere microencapsulation kwesịrị ekwesị (SATEOS6), okpomọkụ ịgbaze na ịgbaze na ịgbaze na ụkpụrụ enthalpy anaghị agbanwe (Foto 13b). Ozugbo ejiri obere shei SiO2 kpuchie ya, enwere ike iji SA dị ka ihe na-agbanwe usoro na ngwa okpomọkụ, ọkachasị na owuwu, n'ihi na ọ na-agbaze na ịgbaze na ịgbaze na enthalpy kwụsiri ike.
E nwetara usoro DSC maka ihe nlele SA (a) na SATEOS6 (b) na usoro okpomọkụ na oyi nke mbụ na nke iri atọ.
N'ọmụmụ ihe a, e mere nnyocha usoro nke obere ihe mkpuchi site na iji SA dị ka ihe bụ isi na SiO2 dị ka ihe mkpuchi. A na-eji TEOS eme ihe dị ka ihe mbụ iji mepụta oyi akwa nkwado SiO2 na oyi akwa nchebe n'elu SA. Mgbe ejiri obere ihe mkpuchi SA, FT-IR, XRD, XPS, SEM na EDS mee ihe nke ọma, gosiri ọnụnọ nke SiO2. Nyocha SEM na-egosi na ihe nlele SATEOS6 na-egosipụta ihe gbara okirikiri nke ọma nke gbara shei SiO2 gburugburu n'elu SA. Agbanyeghị, MEPCM nwere obere ọdịnaya SA na-egosipụta njikọta, nke na-ebelata arụmọrụ nke PCM. Nyocha XPS gosiri ọnụnọ nke Si-O-Si na Si-OH na ihe nlele microcapsule, nke kpughere nnabata nke SiO2 n'elu SA. Dịka nyocha arụmọrụ okpomọkụ si kwuo, SATEOS6 na-egosi ikike nchekwa okpomọkụ kachasị mma, yana okpomọkụ ịgbaze na ịgbaze nke 70.37°C na 64.27°C, n'otu n'otu, na okpomọkụ zoro ezo nke ịgbaze na ịgbaze nke 182.53 J/g na 160.12 J/g. G. n'otu n'otu. Oke arụmọrụ nkwakọ ngwaahịa nke SATEOS6 bụ 86.68%. Nyocha okirikiri okpomọkụ TGA na DSC kwadoro na SATEOS6 ka nwere ezigbo nkwụsi ike na ntụkwasị obi ọbụlagodi mgbe usoro kpo oku na oyi 30 gasịrị.
Yang T., Wang XY na Li D. Nyocha arụmọrụ nke Sistemụ Mgbasa Ozi nke Gas Solid-Gas Composite maka Nchekwa na Mmezi nke Ọrụ Ya. Ngwa. Ọkụ. Injinia. 150, 512–521 (2019).
Farid, MM, Khudhair, AM, Razak, S. na Al-Hallaj, S. Nyocha nke mgbanwe usoro nchekwa ike: ihe eji eme ihe na ngwa. Onye na-agbanwe ike. Onye njikwa. 45, 1597–1615 (2004).
Regin AF, Solanki SS na Saini JS Arụmọrụ nnyefe okpomọkụ nke sistemụ nchekwa ike okpomọkụ site na iji PCM capsules: nyocha. mmelite. nkwado. Energy Rev 12, 2438–2458 (2008).
Liu, M., Saman, W. na Bruno, F. Nyocha nke Ihe Nchekwa na Teknụzụ Mmezi Ọrụ Okpomọkụ maka Mgbanwe Okpomọkụ Oke Ọkwa. mmelite. nkwado. Ike Rev 16, 2118–2132 (2012).
Fang Guoying, Li Hong, Liu Xiang, Wu SM Nkwadebe na njirimara nke ihe mgbanwe usoro ike okpomọkụ nanoencapsulated n-tetradecane. Injinia kemịkalụ. J. 153, 217–221 (2009).
Mu, B. na Li, M. Nchikota nke ihe ndị mejupụtara mgbanwe usoro ọhụrụ nke na-agbanwe ọdịdị site na iji aerogel graphene agbanwere agbanwe maka mgbanwe na nchekwa ike anyanwụ. Sol. Ihe ndị dị ike. Sol. Cell 191, 466–475 (2019).
Huang, K., Alva, G., Jia, Y., na Fang, G. Nkọwapụta ọdịdị na ojiji nke ihe mgbanwe usoro na nchekwa ike okpomọkụ: nyocha. mmelite. nkwado. Energy Ed. 72, 128–145 (2017).