Nature.com भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद। तपाईंले प्रयोग गरिरहनुभएको ब्राउजरको संस्करणमा सीमित CSS समर्थन छ। उत्कृष्ट परिणामहरूको लागि, हामी तपाईंलाई आफ्नो ब्राउजरको नयाँ संस्करण प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम पार्नुहोस्)। यसैबीच, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी स्टाइलिङ वा जाभास्क्रिप्ट बिना साइट प्रदर्शन गर्दैछौं।
ऊर्जा भण्डारण उपकरणहरूमा स्टेरिक एसिड (SA) लाई चरण परिवर्तन सामग्री (PCM) को रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यस अध्ययनमा, SiO2 शेल सर्फ्याक्टेन्टलाई माइक्रोएनक्याप्सुलेट गर्न सोल-जेल विधि प्रयोग गरिएको थियो। SA (5, 10, 15, 20, 30, र 50 ग्राम) को विभिन्न मात्रा 10 एमएल टेट्राइथाइल ओर्थोसिलिकेट (TEOS) मा समेटिएको थियो। संश्लेषित माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड चरण परिवर्तन सामग्री (MEPCM) फूरियर ट्रान्सफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FT-IR), एक्स-रे विवर्तन (XRD), एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), र स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM) द्वारा विशेषता गरिएको थियो। विशेषता परिणामहरूले देखाए कि SA सफलतापूर्वक SiO2 द्वारा समेटिएको थियो। थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषण (TGA) ले देखायो कि MEPCM मा CA भन्दा राम्रो थर्मल स्थिरता छ। विभेदक स्क्यानिङ क्यालोरीमेट्री (DSC) प्रयोग गरेर, यो पत्ता लाग्यो कि MEPCM को एन्थाल्पी मान 30 तताउने-कूलिंग चक्र पछि पनि परिवर्तन भएन। सबै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड नमूनाहरू मध्ये, MEPCM भएको ५० ग्राम SA मा पग्लने र ठोस हुने उच्चतम सुप्त ताप थियो, जुन क्रमशः १८२.५३ J/g र १६०.१२ J/g थियो। प्याकेज दक्षता मान थर्मल डेटा प्रयोग गरेर गणना गरिएको थियो र उही नमूनाको लागि उच्चतम दक्षता फेला पर्यो जुन ८६.६८% थियो।
निर्माण उद्योगमा प्रयोग हुने लगभग ५८% ऊर्जा भवनहरूलाई तताउन र चिसो पार्न प्रयोग गरिन्छ। त्यसकारण, सबैभन्दा आवश्यक कुरा भनेको वातावरणीय प्रदूषणलाई ध्यानमा राख्ने कुशल ऊर्जा प्रणालीहरू सिर्जना गर्नु हो। चरण परिवर्तन सामग्री (PCM) प्रयोग गर्ने अव्यक्त ताप प्रविधिले कम तापक्रमको उतारचढावमा उच्च ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छ। ३,४,५,६ र ताप स्थानान्तरण, सौर्य ऊर्जा भण्डारण, एयरोस्पेस र वातानुकूलित ७,८,९ जस्ता क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। PCM ले दिनको समयमा भवनको बाहिरी भागबाट थर्मल ऊर्जा अवशोषित गर्दछ र रातमा ऊर्जा छोड्छ। १०। त्यसैले, चरण परिवर्तन सामग्रीहरूलाई थर्मल ऊर्जा भण्डारण सामग्रीको रूपमा सिफारिस गरिन्छ। थप रूपमा, ठोस-ठोस, ठोस-तरल, तरल-ग्यास र ठोस-ग्यास जस्ता विभिन्न प्रकारका PCMहरू छन्। तिनीहरूमध्ये, सबैभन्दा लोकप्रिय र बारम्बार प्रयोग हुने चरण परिवर्तन सामग्रीहरू ठोस-ठोस चरण परिवर्तन सामग्रीहरू र ठोस-तरल चरण परिवर्तन सामग्रीहरू हुन्। यद्यपि, तरल-ग्यास र ठोस-ग्यास चरण संक्रमण सामग्रीहरूको विशाल मात्रात्मक परिवर्तनहरूको कारणले तिनीहरूको प्रयोग धेरै गाह्रो छ।
PCM का गुणहरूका कारण विभिन्न प्रयोगहरू छन्: १५°C भन्दा कम तापक्रममा पग्लिनेहरूलाई चिसो तापक्रम कायम राख्न वातानुकूलित प्रणालीहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, र ९०°C भन्दा माथिको तापक्रममा पग्लिनेहरूलाई आगो रोक्न ताप प्रणालीहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्रयोग र पग्लने बिन्दु दायरामा निर्भर गर्दै, विभिन्न जैविक र अजैविक रसायनहरूबाट विभिन्न चरण परिवर्तन सामग्रीहरू संश्लेषित गरिएको छ १३,१४,१५। प्याराफिन उच्च अव्यक्त ताप, गैर-संक्षारकता, सुरक्षा र फराकिलो पग्लने बिन्दु दायरा १६,१७,१८,१९,२०,२१ भएको सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने चरण परिवर्तन सामग्री हो।
यद्यपि, चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको कम थर्मल चालकताका कारण, चरण परिवर्तन प्रक्रियाको क्रममा आधार सामग्रीको चुहावट रोक्नको लागि तिनीहरूलाई खोल (बाहिरी तह) मा समेट्नु आवश्यक छ। थप रूपमा, सञ्चालन त्रुटिहरू वा बाह्य दबाबले बाहिरी तह (क्लेडिंग) लाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ, र पग्लिएको चरण परिवर्तन सामग्रीले निर्माण सामग्रीहरूसँग प्रतिक्रिया गर्न सक्छ, जसले गर्दा एम्बेडेड स्टील बारहरूको क्षरण हुन्छ, जसले गर्दा भवनको सेवायोग्यता घट्छ। 23। त्यसकारण, पर्याप्त खोल सामग्रीसँग इनक्याप्सुलेटेड चरण परिवर्तन सामग्रीहरू संश्लेषित गर्नु महत्त्वपूर्ण छ, जसले माथिका समस्याहरू समाधान गर्न सक्छ 24।
चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको माइक्रोएनक्याप्सुलेशनले प्रभावकारी रूपमा ताप स्थानान्तरण बढाउन र वातावरणीय प्रतिक्रियाशीलता घटाउन सक्छ, र भोल्युम परिवर्तनहरू नियन्त्रण गर्न सक्छ। PCM एन्क्याप्सुलेशनको लागि विभिन्न विधिहरू विकास गरिएको छ, अर्थात् इन्टरफेसियल पोलिमराइजेशन25,26,27,28, इन सिटु पोलिमराइजेशन29,30,31,32, कोएर्सेभेशन33,34,35 र सोल-जेल प्रक्रियाहरू36,37,38,39। माइक्रोएनक्याप्सुलेशनको लागि फॉर्मल्डिहाइड रेजिन प्रयोग गर्न सकिन्छ40,41,42,43। मेलामाइन-फॉर्मल्डिहाइड र युरिया-फॉर्मल्डिहाइड रेजिनहरू शेल सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसले प्रायः सञ्चालनको क्रममा विषाक्त फॉर्मल्डिहाइड उत्सर्जन गर्दछ। त्यसैले, यी सामग्रीहरू प्याकेजिङ प्रक्रियाहरूमा प्रयोग गर्न निषेध गरिएको छ। यद्यपि, स्केलेबल थर्मल ऊर्जा भण्डारणको लागि वातावरणमैत्री चरण परिवर्तन सामग्रीहरू फ्याटी एसिड र लिग्निन 44 मा आधारित हाइब्रिड न्यानोक्याप्सुलहरू प्रयोग गरेर संश्लेषित गर्न सकिन्छ।
झाङ एट अल ४५ ले टेट्राइथिल ओर्थोसिलिकेटबाट लौरिक एसिडको संश्लेषण गरे र निष्कर्ष निकाले कि मिथाइलट्रिएथोक्सिसिलेन र टेट्राइथिल ओर्थोसिलिकेटको आयतन अनुपात बढ्दै जाँदा, अव्यक्त ताप घट्छ र सतहको हाइड्रोफोबिसिटी बढ्छ। लौरिक एसिड कापोक फाइबरहरूको लागि सम्भावित र प्रभावकारी कोर सामग्री हुन सक्छ ४६। यसको अतिरिक्त, लातिबारी एट अल ४७ ले शेल सामग्रीको रूपमा TiO2 प्रयोग गरेर स्टेरिक एसिड-आधारित PCM हरू संश्लेषित गरे। झू एट अलले सम्भावित PCM हरू ४८ को रूपमा n-अक्टाडेकेन र सिलिकन न्यानोक्याप्सुलहरू तयार गरे। साहित्यको समीक्षाबाट, प्रभावकारी र स्थिर माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको गठनको लागि सिफारिस गरिएको खुराक बुझ्न गाह्रो छ।
त्यसकारण, लेखकहरूको ज्ञान अनुसार, माइक्रोएनक्याप्सुलेशनको लागि प्रयोग हुने चरण परिवर्तन सामग्रीको मात्रा कुशल र स्थिर माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको उत्पादनको लागि एक महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर हो। चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको विभिन्न मात्रा प्रयोग गर्नाले हामीलाई माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको विभिन्न गुणहरू र स्थिरता स्पष्ट पार्न अनुमति दिनेछ। स्टेरिक एसिड (फ्याटी एसिड) एक वातावरणमैत्री, चिकित्सा रूपमा महत्त्वपूर्ण र किफायती पदार्थ हो जुन थर्मल ऊर्जा भण्डारण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ किनभने यसको उच्च एन्थाल्पी मान (~200 J/g) छ र 72 °C सम्मको तापक्रम सहन सक्छ। थप रूपमा, SiO2 गैर-ज्वलनशील छ, उच्च मेकानिकल शक्ति, थर्मल चालकता र कोर सामग्रीहरूमा राम्रो रासायनिक प्रतिरोध प्रदान गर्दछ, र निर्माणमा पोजोलानिक सामग्रीको रूपमा कार्य गर्दछ। जब सिमेन्ट पानीमा मिसाइन्छ, मेकानिकल पहिरन र विशाल कंक्रीट संरचनाहरूमा उत्पन्न हुने उच्च तापक्रम (हाइड्रेसनको ताप) को कारणले खराब रूपमा इन्क्याप्सुलेटेड PCM हरू क्र्याक हुन सक्छन्। त्यसकारण, SiO2 शेलको साथ माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड CA को प्रयोगले यो समस्या समाधान गर्न सक्छ। त्यसकारण, यस अध्ययनको उद्देश्य निर्माण अनुप्रयोगहरूमा सोल-जेल प्रक्रियाद्वारा संश्लेषित PCM हरूको कार्यसम्पादन र दक्षताको अनुसन्धान गर्नु थियो। यस कार्यमा, हामीले SiO2 शेलहरूमा समेटिएको 5, 10, 15, 20, 30 र 50 ग्रामको SA (आधार सामग्रीको रूपमा) को विभिन्न मात्राहरू व्यवस्थित रूपमा अध्ययन गर्यौं। SiO2 शेलको गठनको लागि पूर्ववर्ती समाधानको रूपमा 10 मिलीलीटरको मात्रामा टेट्राइथिलोर्थोसिलिकेट (TEOS) को निश्चित मात्रा प्रयोग गरिएको थियो।
कोर सामग्रीको रूपमा प्रतिक्रियाशील ग्रेड स्टेरिक एसिड (SA, C18H36O2, पग्लने बिन्दु: 72°C) दक्षिण कोरियाको ग्योन्गी-डोको डेजुङ केमिकल एण्ड मेटल कम्पनी लिमिटेडबाट खरिद गरिएको थियो। पूर्ववर्ती घोलको रूपमा टेट्राइथाइलर्थोसिलिकेट (TEOS, C8H20O4Si) बेल्जियमको गीलको एक्रोस अर्गानिक्सबाट खरिद गरिएको थियो। यसको अतिरिक्त, दक्षिण कोरियाको ग्योन्गी-डोको डेजुङ केमिकल एण्ड मेटल कम्पनी लिमिटेडबाट निरपेक्ष इथेनॉल (EA, C2H5OH) र सोडियम लौरिल सल्फेट (SLS, C12H25NaO4S) खरिद गरिएको थियो र क्रमशः विलायक र सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। डिस्टिल्ड पानी पनि विलायकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
१ घण्टाको लागि ८०० आरपीएम र ७५ डिग्री सेल्सियसमा चुम्बकीय स्टिरर प्रयोग गरेर १०० एमएल डिस्टिल्ड पानीमा सोडियम लौरिल सल्फेट (SLS) को फरक अनुपातमा विभिन्न मात्रामा SA मिसाइएको थियो (तालिका १)। SA इमल्सनहरूलाई दुई समूहमा विभाजन गरिएको थियो: (१) ५, १० र १५ ग्राम SA १०० एमएल डिस्टिल्ड पानीमा ०.१० ग्राम SLS सँग मिसाइएको थियो (SATEOS1, SATEOS2 र SATEOS3), (२) २०, ३० र ५० ग्राम SA लाई ०.१५, ०.२० र ०.२५ ग्राम SLS लाई १०० एमएल डिस्टिल्ड पानी (SATEOS4, SATEOS5 र SATEOS6) सँग मिसाइएको थियो। सम्बन्धित इमल्सनहरू बनाउनको लागि ५, १० र १५ ग्राम SA सँग ०.१० ग्राम SLS प्रयोग गरिएको थियो। पछि, SATEOS4, SATEOS5 र SATEOS6 को लागि SLS को संख्या बढाउने प्रस्ताव गरिएको थियो। तालिका १ ले स्थिर इमल्शन समाधान प्राप्त गर्न प्रयोग गरिने CA र SLS को अनुपात देखाउँछ।
१०० मिली बीकरमा १० मिली TEOS, १० मिली इथेनॉल (EA) र २० मिली डिस्टिल्ड वाटर राख्नुहोस्। SA र SiO2 शेलहरूको विभिन्न अनुपातहरूको इन्क्याप्सुलेशन दक्षता अध्ययन गर्न, सबै नमूनाहरूको संश्लेषण गुणांक रेकर्ड गरिएको थियो। मिश्रणलाई ४०० rpm र ६०°C मा १ घण्टाको लागि चुम्बकीय स्टिररले हलचल गरिएको थियो। त्यसपछि पूर्ववर्ती घोल तयार SA इमल्सनमा ड्रपवाइज थपियो, ८०० rpm र ७५°C मा २ घण्टाको लागि जोडदार रूपमा हलचल गरियो, र सेतो पाउडर प्राप्त गर्न फिल्टर गरियो। अवशिष्ट SA हटाउन सेतो पाउडरलाई डिस्टिल्ड पानीले धोइयो र ४५°C मा भ्याकुम ओभनमा २४ घण्टाको लागि सुकाइयो। परिणामस्वरूप, SiO2 को शेल भएको माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC प्राप्त भयो। माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को संश्लेषण र तयारीको सम्पूर्ण प्रक्रिया चित्र १ मा देखाइएको छ।
SiO2 शेल भएका SA माइक्रोक्याप्सुलहरू सोल-जेल विधिद्वारा तयार पारिएका थिए, र तिनीहरूको इन्क्याप्सुलेशन संयन्त्र चित्र २ मा देखाइएको छ। पहिलो चरणमा SLS लाई सर्फ्याक्टेन्टको रूपमा जलीय घोलमा SA इमल्सन तयार पार्नु समावेश छ। यस अवस्थामा, SA अणुको हाइड्रोफोबिक छेउ SLS मा बाँधिन्छ, र हाइड्रोफिलिक छेउ पानीका अणुहरूसँग बाँधिन्छ, जसले स्थिर इमल्सन बनाउँछ। यसरी, SLS को हाइड्रोफोबिक भागहरू सुरक्षित हुन्छन् र SA थोपाको सतहलाई ढाक्छन्। अर्कोतर्फ, TEOS घोलहरूको हाइड्रोलिसिस पानीका अणुहरूद्वारा बिस्तारै हुन्छ, जसले इथेनॉल (चित्र २a) ४९,५०,५१ को उपस्थितिमा हाइड्रोलाइज्ड TEOS को गठन निम्त्याउँछ। हाइड्रोलाइज्ड TEOS ले संक्षेपण प्रतिक्रियाबाट गुज्रन्छ, जसको क्रममा n-हाइड्रोलाइज्ड TEOS ले सिलिका क्लस्टरहरू बनाउँछ (चित्र २b)। सिलिका क्लस्टरहरू SLS (चित्र २c) को उपस्थितिमा SA52 द्वारा इन्क्याप्सुलेट गरिएको थियो, जसलाई माइक्रोएनक्याप्सुलेशन प्रक्रिया भनिन्छ।
SiO2 को शेल भएको CA को माइक्रोएनक्याप्सुलेशनको योजनाबद्ध रेखाचित्र (a) TEOS को हाइड्रोलिसिस (b) हाइड्रोलाइजेटको संघनन र (c) SiO2 को शेल भएको CA को इनक्याप्सुलेशन।
फुरियर ट्रान्सफर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमिटर (FT-IR, पर्किन एल्मर UATR टु, USA) प्रयोग गरेर बल्क SA र माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को रासायनिक विश्लेषण गरिएको थियो र स्पेक्ट्रा ५०० देखि ४००० cm-१ को दायरामा रेकर्ड गरिएको थियो।
बल्क SA चरणहरू र माइक्रोक्याप्सुल सामग्रीहरूको विश्लेषण गर्न एक्स-रे डिफ्र्याक्टोमिटर (XRD, D/MAX-2500, रिगाकु, जापान) प्रयोग गरिएको थियो। एक्स-रे संरचनात्मक स्क्यानिङ 2θ = 5°–95° दायरामा 4°/मिनेटको स्क्यानिङ गतिमा, Cu-Kα विकिरण (λ = 1.541 Å), 25 kV र 100 mA को सञ्चालन अवस्थाहरू, निरन्तर स्क्यानिङ मोडमा प्रयोग गरिएको थियो। एक्स-रे छविहरू 2θ = 5–50° दायरामा निर्माण गरिएको थियो, किनकि सबै नमूनाहरूमा 50° पछि कुनै पनि शिखर अवलोकन गरिएको थिएन।
एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS, Scienta Omicron R3000, USA) लाई एक्स-रे स्रोतको रूपमा Al Kα (1486.6 eV) प्रयोग गरेर बल्क SA को रासायनिक अवस्था साथै एन्क्याप्सुलेशन सामग्रीमा उपस्थित तत्वहरू बुझ्नको लागि गरिएको थियो। सङ्कलन गरिएका XPS स्पेक्ट्राहरूलाई विदेशी कार्बन (बाइन्डिङ ऊर्जा 284.6 eV) प्रयोग गरेर C 1s शिखरमा क्यालिब्रेट गरिएको थियो। शर्ली विधि प्रयोग गरेर पृष्ठभूमि सुधार पछि, प्रत्येक तत्वको उच्च-रिजोल्युसन शिखरहरूलाई डिकन्भोलुट गरिएको थियो र CASA XPS सफ्टवेयर प्रयोग गरेर गौसियन/लोरेन्ट्जियन प्रकार्यहरूमा फिट गरिएको थियो।
१५ kV मा ऊर्जा-वितरण गर्ने एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) ले सुसज्जित स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM, MIRA3, TESCAN, Brno, चेक गणतन्त्र) प्रयोग गरेर बल्क SC र माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC को आकारविज्ञानको जाँच गरिएको थियो। SEM इमेजिङ गर्नु अघि, चार्जिङ प्रभावहरूबाट बच्न नमूनाहरूलाई प्लेटिनम (Pt) ले लेपित गरिएको थियो।
तापीय गुणहरू (पग्लने/घनीकरण बिन्दु र अव्यक्त ताप) र विश्वसनीयता (थर्मल साइक्लिङ) ४० डिग्री सेल्सियसमा १० डिग्री सेल्सियस/मिनेटको ताप/चिसो दरमा र ९० डिग्री सेल्सियसमा निरन्तर नाइट्रोजन शुद्धीकरणको साथ भिन्न स्क्यानिङ क्यालोरीमेट्री (DSC, TA इन्स्ट्रुमेन्ट, डिस्कभरी DSC, न्यूक्यासल, संयुक्त राज्य अमेरिका) द्वारा निर्धारण गरिएको थियो। तौल घटाउने विश्लेषण TGA विश्लेषक (TA इन्स्ट्रुमेन्ट, डिस्कभरी TGA, न्यू क्यासल, संयुक्त राज्य अमेरिका) प्रयोग गरेर ४०-६०० डिग्री सेल्सियसको तापक्रमबाट सुरु हुने नाइट्रोजनको निरन्तर प्रवाहमा, १० डिग्री सेल्सियस/मिनेटको ताप दरमा गरिएको थियो।
चित्र ३ ले बल्क SC र माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC (SATEOS1, SATEOS2, SATEOS3, SATEOS4, SATEOS5 र SATEOS6) को FTIR स्पेक्ट्रा देखाउँछ। सबै नमूनाहरू (SA साथै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA) मा २९१० cm-१ र २८५० cm-१ मा अवशोषण शिखरहरू क्रमशः १०,५० –CH३ र –CH२ समूहहरूको सममित स्ट्रेचिङ कम्पनहरूलाई श्रेय दिइएको छ। १७०५ cm–१ मा शिखर C=O बन्डको कम्पन स्ट्रेचिङसँग मेल खान्छ। १४७० cm-१ र १२९५ cm-१ मा शिखरहरू –OH कार्यात्मक समूहको इन-प्लेन बेन्डिङ कम्पनलाई श्रेय दिइएको छ, जबकि ९४० cm-१ र ७१९ cm-१ मा शिखरहरू इन-प्लेन कम्पन र उपजसँग मेल खान्छ। -प्लेन विकृति कम्पन, क्रमशः – OH समूह। सबै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA मा २९१०, २८५०, १७०५, १४७०, १२९५, ९४० र ७१९ सेमी-१ मा SA को अवशोषण शिखरहरू पनि अवलोकन गरिएको थियो। यसको अतिरिक्त, SA माइक्रोक्याप्सुलमा Si-O-Si ब्यान्डको एन्टिसेमट्रिक स्ट्रेचिङ कम्पनसँग मेल खाने ११०३ सेमी-१ मा नयाँ पत्ता लागेको शिखर अवलोकन गरिएको थियो। FT-IR नतिजाहरू युआन एट अलसँग मिल्दोजुल्दो छन्। ५० तिनीहरूले अमोनिया/इथेनॉल अनुपातमा माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA सफलतापूर्वक तयार गरे र पत्ता लगाए कि SA र SiO2 बीच कुनै रासायनिक अन्तरक्रिया भएको छैन। हालको FT-IR अध्ययनको नतिजाले देखाउँछ कि SiO2 शेलले हाइड्रोलाइज्ड TEOS को संक्षेपण प्रक्रिया र पोलिमराइजेशन मार्फत SA (कोर) सफलतापूर्वक समेट्यो। कम SA सामग्रीमा, Si-O-Si ब्यान्डको शिखर तीव्रता उच्च छ (चित्र ३b-d)। SA को मात्रा १५ ग्राम भन्दा बढी हुँदै जाँदा, शिखरको तीव्रता र Si-O-Si ब्यान्डको फराकिलोपन बिस्तारै घट्दै जान्छ, जसले SA को सतहमा SiO2 को पातलो तहको गठनलाई संकेत गर्दछ।
(a) SA, (b) SATEOS1, (c) SATEOS2, (d) SATEOS3, (e) SATEOS4, (f) SATEOS5 र (g) SATEOS6 को FTIR स्पेक्ट्रा।
बल्क SA र माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को XRD ढाँचाहरू चित्र ४ मा देखाइएको छ। XRD शिखरहरू 2θ = 6.50° (300), 10.94° (500), 15.46° (700), 20.26° \((\overline {5} JCPDS नम्बर 0381923, 02 अनुसार)\), सबै नमूनाहरूमा 21.42° (311), 24.04° (602) र 39.98° (913) SA लाई तोकिएको छ। सर्फ्याक्टेन्ट (SLS), अन्य अवशिष्ट पदार्थहरू र SiO250 को माइक्रोएनक्याप्सुलेसन जस्ता अनिश्चित कारकहरूको कारणले गर्दा बल्क CA सँग विकृति र संकर। इनक्याप्सुलेशन भएपछि, मुख्य चुचुराहरू (३००), (५००), (३११), र (६०२) को तीव्रता बल्क CA को तुलनामा बिस्तारै घट्दै जान्छ, जसले नमूनाको क्रिस्टलिनिटीमा कमीलाई संकेत गर्दछ।
(a) SA, (b) SATEOS1, (c) SATEOS2, (d) SATEOS3, (e) SATEOS4, (f) SATEOS5 र (g) SATEOS6 को XRD ढाँचाहरू।
SATEOS1 को तीव्रता अन्य नमूनाहरूको तुलनामा तीव्र रूपमा घट्छ। सबै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड नमूनाहरूमा अन्य कुनै पनि शिखरहरू अवलोकन गरिएको थिएन (चित्र 4b–g), जसले पुष्टि गर्दछ कि SA सतहमा रासायनिक अन्तरक्रियाको सट्टा SiO252 को भौतिक अवशोषण हुन्छ। यसको अतिरिक्त, यो पनि निष्कर्ष निकालिएको थियो कि SA को माइक्रोएनक्याप्सुलेसनले कुनै पनि नयाँ संरचनाहरूको उपस्थितिको नेतृत्व गरेन। SiO2 कुनै रासायनिक प्रतिक्रिया बिना SA सतहमा अक्षुण्ण रहन्छ, र SA को मात्रा घट्दै जाँदा, अवस्थित शिखरहरू अझ स्पष्ट हुन्छन् (SATEOS1)। यो नतिजाले संकेत गर्दछ कि SiO2 ले मुख्यतया SA सतहलाई समेट्छ। (700) मा शिखर पूर्ण रूपमा गायब हुन्छ, र \((\overline{5}02)\) मा शिखर SATEOS 1 (चित्र 4b) मा एक कुबडा बन्छ, जुन कम क्रिस्टलिनिटी र बढेको अमोरफिज्मसँग सम्बन्धित छ। SiO2 प्रकृतिमा अमोरफस छ, त्यसैले 2θ = 19° देखि 25° सम्म अवलोकन गरिएका चुचुराहरूमा कुम्भ र फराकिलोपन53 हुन्छ (चित्र 4b–g), जसले अमोरफस SiO252 को अस्तित्व पुष्टि गर्दछ। माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को तल्लो विवर्तन शिखर तीव्रता सिलिका भित्री पर्खालको न्यूक्लिएसन प्रभाव र सीमित क्रिस्टलाइजेसन व्यवहारको कारणले हो49। यो विश्वास गरिन्छ कि कम SA सामग्रीको साथ, TEOS को ठूलो मात्राको उपस्थितिको कारणले बाक्लो सिलिका खोल बनाइन्छ, जुन SA को बाहिरी सतहमा ठूलो मात्रामा सोसिएको हुन्छ। यद्यपि, SA को मात्रा बढ्दै जाँदा, इमल्सन घोलमा SA थोपाहरूको सतह क्षेत्रफल बढ्छ र उचित इन्क्याप्सुलेशनको लागि थप TEOS आवश्यक पर्दछ। त्यसकारण, उच्च SA सामग्रीको साथ, FT-IR मा SiO2 शिखर दबाइन्छ (चित्र 3), र XRF (चित्र 4) मा 2θ = 19–25° नजिकको विवर्तन शिखरको तीव्रता घट्छ र विस्तार पनि घट्छ। देखिँदैन। यद्यपि, चित्र ४ मा देख्न सकिन्छ, SA को मात्रा ५ ग्राम (SATEOS1) बाट ५० ग्राम (SATEOS6) मा बढाइने बित्तिकै, शिखरहरू बल्क SA को धेरै नजिक हुन्छन्, र (७००) मा शिखर सबै शिखर तीव्रताहरू पहिचान भएको देखिन्छ। यो नतिजा FT-IR परिणामहरूसँग सम्बन्धित छ, जहाँ SiO2 SATEOS6 शिखरको तीव्रता ११०३ cm-१ (चित्र ३g) मा घट्छ।
SA, SATEOS1 र SATEOS6 मा रहेका तत्वहरूको रासायनिक अवस्था चित्र १ र २ मा देखाइएको छ। चित्र ५, ६, ७ र ८ र तालिका २। बल्क SA, SATEOS1 र SATEOS6 को लागि मापन स्क्यान चित्र ५ मा देखाइएको छ र C 1s, O 1s र Si 2p को लागि उच्च रिजोल्युसन स्क्यानहरू चित्र ५, ६, ७ र ८ र तालिका २ मा देखाइएको छ। XPS द्वारा प्राप्त बाइन्डिङ ऊर्जा मानहरू तालिका २ मा संक्षेप गरिएको छ। चित्र ५ बाट देख्न सकिन्छ, SATEOS1 र SATEOS6 मा स्पष्ट Si 2s र Si 2p शिखरहरू अवलोकन गरिएको थियो, जहाँ SiO2 शेलको माइक्रोएनक्याप्सुलेशन भयो। अघिल्ला अनुसन्धानकर्ताहरूले 155.1 eV54 मा समान Si 2s शिखर रिपोर्ट गरेका छन्। SATEOS1 (चित्र 5b) र SATEOS6 (चित्र 5c) मा Si शिखरहरूको उपस्थितिले FT-IR (चित्र 3) र XRD (चित्र 4) डेटा पुष्टि गर्दछ।
चित्र ६ a मा देखाइए अनुसार, बल्क SA को C 1s मा बाइन्डिङ ऊर्जामा CC, क्यालिफेटिक, र O=C=O का तीन फरक शिखरहरू छन्, जुन क्रमशः २८४.५ eV, २८५.२ eV, र २८९.५ eV छन्। C–C, क्यालिफेटिक र O=C=O शिखरहरू SATEOS1 (चित्र ६b) र SATEOS6 (चित्र ६c) मा पनि अवलोकन गरिएको थियो र तालिका २ मा संक्षेप गरिएको छ। यसको अतिरिक्त, C 1s शिखर २८३ .१ eV (SATEOS1) र २८३.५ eV (SATEOS6) मा अतिरिक्त Si-C शिखरसँग पनि मेल खान्छ। C–C, क्यालिफेटिक, O=C=O र Si–C को लागि हाम्रो अवलोकन गरिएको बाध्यकारी ऊर्जाहरू अन्य स्रोतहरूसँग राम्रोसँग सम्बन्धित छन्55,56।
O 1 SA, SATEOS1 र SATEOS6 को XPS स्पेक्ट्रा क्रमशः चित्र 7a–c मा देखाइएको छ। बल्क SA को O 1s शिखर डिकन्भोलुटेड छ र यसमा दुई शिखरहरू छन्, अर्थात् C=O/C–O (531.9 eV) र C–O–H (533.0 eV), जबकि SATEOS1 र SATEOS6 को O 1 एकरूप छन्। त्यहाँ केवल तीन शिखरहरू छन्: C=O/C–O, C–O–H र Si–OH55,57,58। SATEOS1 र SATEOS6 मा O 1s बाइन्डिङ ऊर्जा बल्क SA को तुलनामा थोरै परिवर्तन हुन्छ, जुन शेल सामग्रीमा SiO2 र Si-OH को उपस्थितिको कारणले रासायनिक खण्डमा परिवर्तनसँग सम्बन्धित छ।
SATEOS1 र SATEOS6 को Si 2p XPS स्पेक्ट्रा क्रमशः चित्र 8a र b मा देखाइएको छ। थोक CA मा, SiO2 को अनुपस्थितिको कारणले Si 2p अवलोकन गरिएन। Si 2p शिखर SATEOS1 को लागि 105.4 eV र SATEOS6 को लागि 105.0 eV सँग मेल खान्छ, जुन Si-O-Si सँग मेल खान्छ, जबकि SATEOS1 शिखर 103.5 eV र SATEOS6 शिखर 103.3 eV छ, जुन Si-OH55 सँग मेल खान्छ। SATEOS1 र SATEOS6 मा Si-O-Si र Si-OH शिखर फिटिंगले SA कोर सतहमा SiO2 को सफल माइक्रोएनक्याप्सुलेसन प्रकट गर्‍यो।
माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड सामग्रीको आकारविज्ञान धेरै महत्त्वपूर्ण छ, जसले घुलनशीलता, स्थिरता, रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता, प्रवाहशीलता र शक्तिलाई असर गर्छ। त्यसैले, चित्र ९ मा देखाइए अनुसार, बल्क SA (१००×) र माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA (५००×) को आकारविज्ञानलाई चित्रण गर्न SEM प्रयोग गरिएको थियो। चित्र ९a बाट देख्न सकिन्छ, SA ब्लकको अण्डाकार आकार छ। कण आकार ५०० माइक्रोन भन्दा बढी छ। यद्यपि, एक पटक माइक्रोएनक्याप्सुलेसन प्रक्रिया जारी रहँदा, आकारविज्ञान नाटकीय रूपमा परिवर्तन हुन्छ, चित्र ९ b–g मा देखाइए अनुसार।
(a) SA (×100), (b) SATEOS1, (c) SATEOS2, (d) SATEOS3, (e) SATEOS4, (f) SATEOS5 र (g) SATEOS6 को SEM छविहरू ×500 मा।
SATEOS1 नमूनामा, कुनै न कुनै सतह भएका साना अर्ध-गोलाकार SiO2-रेप्ड SA कणहरू अवलोकन गरिन्छ (चित्र 9b), जुन SA सतहमा TEOS को हाइड्रोलिसिस र कन्डेन्सेसन पोलिमराइजेशनको कारणले हुन सक्छ, जसले इथेनॉल अणुहरूको द्रुत प्रसारलाई गति दिन्छ। फलस्वरूप, SiO2 कणहरू जम्मा हुन्छन् र समूहीकरण अवलोकन गरिन्छ52,60। यो SiO2 शेलले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड CA कणहरूलाई यान्त्रिक शक्ति प्रदान गर्दछ र उच्च तापक्रममा पग्लिएको CA को चुहावटलाई पनि रोक्छ10। यो नतिजाले संकेत गर्दछ कि SiO2 युक्त SA माइक्रोक्याप्सुलहरू सम्भावित ऊर्जा भण्डारण सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ61। चित्र 9b बाट देख्न सकिन्छ, SATEOS1 नमूनामा SA लाई समेट्ने बाक्लो SiO2 तहको साथ एक समान कण वितरण छ। माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA (SATEOS1) को कण आकार लगभग 10-20 μm (चित्र 9b) छ, जुन कम SA सामग्रीको कारणले बल्क SA को तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा सानो छ। माइक्रोक्याप्सुल तहको मोटाई पूर्ववर्ती घोलको हाइड्रोलिसिस र संक्षेपण पोलिमराइजेशनको कारणले हुन्छ। SA को कम मात्रामा, अर्थात् १५ ग्राम सम्म (चित्र ९ख-घ) समूहीकरण हुन्छ, तर खुराक बढेपछि, कुनै समूहीकरण अवलोकन गरिँदैन, तर स्पष्ट रूपमा परिभाषित गोलाकार कणहरू अवलोकन गरिन्छ (चित्र ९ख-छ) ६२।
यसको अतिरिक्त, जब SLS सर्फ्याक्टेन्टको मात्रा स्थिर हुन्छ, SA सामग्री (SATEOS1, SATEOS2 र SATEOS3) ले दक्षता, आकार र कण आकार वितरणलाई पनि असर गर्छ। यसरी, SATEOS1 ले सानो कण आकार, एकरूप वितरण र बाक्लो सतह (चित्र 9b) प्रदर्शन गरेको पाइयो, जुन स्थिर सर्फ्याक्टेन्ट अन्तर्गत माध्यमिक न्यूक्लिएसनलाई प्रवर्द्धन गर्ने SA को हाइड्रोफिलिक प्रकृतिलाई श्रेय दिइएको थियो। यो विश्वास गरिन्छ कि SA सामग्रीलाई 5 बाट 15 g (SATEOS1, SATEOS2 र SATEOS3) मा बढाएर र सर्फ्याक्टेन्टको स्थिर मात्रा, अर्थात् 0.10 g SLS (तालिका 1) प्रयोग गरेर, सर्फ्याक्टेन्ट अणुको प्रत्येक कणको योगदान घट्नेछ, जसले गर्दा कण आकार र कण आकार घट्नेछ। SATEOS2 (चित्र 9c) र SATEOS3 (चित्र 9d) को वितरण SATEOS 1 (चित्र 9b) को वितरण भन्दा फरक छ।
SATEOS1 (चित्र 9b) सँग तुलना गर्दा, SATEOS2 ले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को बाक्लो आकारविज्ञान देखायो र कण आकार बढ्यो (चित्र 9c)। यो एग्लोमेरेसन 49 को कारणले हो, जसले कोगुलेसन दर घटाउँछ (चित्र 2b)। बढ्दो SLS सँग SC को मात्रा बढ्दै जाँदा, माइक्रोक्याप्सुलहरू स्पष्ट रूपमा देखिन थाल्छन्, जस्तै चित्रमा देखाइएको छ। कसरी एग्रीग्रेसन हुन्छ। थप रूपमा, चित्र 9e–g ले देखाउँछ कि सबै कणहरू आकार र आकारमा स्पष्ट रूपमा गोलाकार छन्। यो पहिचान गरिएको छ कि ठूलो मात्रामा SA को उपस्थितिमा, उपयुक्त मात्रामा सिलिका ओलिगोमरहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले उपयुक्त संक्षेपण र एन्क्याप्सुलेसन निम्त्याउँछ र त्यसैले राम्रोसँग परिभाषित माइक्रोक्याप्सुलहरूको गठन हुन्छ49। SEM परिणामहरूबाट, यो स्पष्ट छ कि SATEOS6 ले सानो मात्रामा SA को तुलनामा सम्बन्धित माइक्रोक्याप्सुलहरू गठन गर्यो।
बल्क SA र माइक्रोक्याप्सुल SA को ऊर्जा फैलावट एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) को नतिजा तालिका ३ मा प्रस्तुत गरिएको छ। यस तालिकाबाट देख्न सकिन्छ, Si सामग्री बिस्तारै SATEOS1 (१२.३४%) बाट SATEOS6 (२.६८%) मा घट्छ। SA मा वृद्धि। त्यसकारण, हामी भन्न सक्छौं कि SA को मात्रामा वृद्धिले SA सतहमा SiO2 को निक्षेपणमा कमी ल्याउँछ। EDS51 को अर्ध-मात्रात्मक विश्लेषणको कारण तालिका ३ मा C र O सामग्रीहरूको लागि कुनै सुसंगत मानहरू छैनन्। माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को Si सामग्री FT-IR, XRD र XPS परिणामहरूसँग सम्बन्धित थियो।
बल्क SA को पग्लने र ठोसीकरण व्यवहार साथै SiO2 शेल भएको माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA चित्र १ र २ मा देखाइएको छ। तिनीहरूलाई क्रमशः चित्र १० र ११ मा देखाइएको छ, र थर्मल डेटा तालिका ४ मा देखाइएको छ। माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को पग्लने र ठोसीकरण तापक्रम फरक पाइएको थियो। SA को मात्रा बढ्दै जाँदा, पग्लने र ठोसीकरण तापक्रम बढ्छ र बल्क SA को मानहरू नजिक पुग्छ। SA माइक्रोएनक्याप्सुलेसन पछि, सिलिका पर्खालले क्रिस्टलाइजेशन तापक्रम बढाउँछ, र यसको पर्खालले विषमतालाई बढावा दिन कोरको रूपमा काम गर्दछ। त्यसकारण, SA को मात्रा बढ्दै जाँदा, पग्लने (चित्र १०) र ठोसीकरण (चित्र ११) तापक्रम पनि बिस्तारै बढ्दै जान्छ ४९,५१,६४। सबै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA नमूनाहरू मध्ये, SATEOS6 ले उच्चतम पग्लने र ठोसीकरण तापक्रम प्रदर्शन गर्‍यो, त्यसपछि SATEOS5, SATEOS4, SATEOS3, SATEOS2, र SATEOS1।
SATEOS1 ले सबैभन्दा कम पग्लने बिन्दु (68.97 °C) र ठोसीकरण तापमान (60.60 °C) देखाउँछ, जुन सानो कण आकारको कारणले हो जसमा माइक्रोक्याप्सुल भित्र SA कणहरूको चाल धेरै सानो हुन्छ र SiO2 शेलले बाक्लो तह बनाउँछ र त्यसैले कोर सामग्रीले तन्काउने र चाललाई सीमित गर्दछ49। यो परिकल्पना SEM परिणामहरूसँग सम्बन्धित छ, जहाँ SATEOS1 ले सानो कण आकार (चित्र 9b) देखाएको छ, जुन SA अणुहरू माइक्रोक्याप्सुलहरूको धेरै सानो क्षेत्र भित्र सीमित भएको तथ्यको कारण हो। मुख्य द्रव्यमानको पग्लने र ठोसीकरण तापमानमा भिन्नता, साथै SiO2 शेलहरू भएका सबै SA माइक्रोक्याप्सुलहरू, 6.10–8.37 °C को दायरामा छ। यो नतिजाले संकेत गर्दछ कि SiO2 शेल 65 को राम्रो थर्मल चालकताको कारणले गर्दा माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA लाई सम्भावित ऊर्जा भण्डारण सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
तालिका ४ बाट देख्न सकिन्छ, SEM द्वारा अवलोकन गरिएको उचित इन्क्याप्सुलेशनको कारणले गर्दा SATEOS6 मा सबै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC हरू (चित्र 9g) मध्ये सबैभन्दा बढी एन्थाल्पी छ। SA प्याकिङ दर समीकरण (1) प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ। (1) माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA49 को अव्यक्त ताप डेटा तुलना गरेर।
R मानले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC को इन्क्याप्सुलेसन डिग्री (%) लाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, ΔHMEPCM,m ले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC को इन्क्याप्सुलेन्टेड तापलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, र ΔHPCM,m ले SC को इन्क्याप्सुलेन्टेड तापलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। थप रूपमा, प्याकेजिङ दक्षता (%) लाई समीकरण (1) मा देखाइए अनुसार अर्को महत्त्वपूर्ण प्राविधिक प्यारामिटरको रूपमा गणना गरिन्छ। (2)49।
E मानले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड CA को इन्क्याप्सुलेसन दक्षता (%) लाई जनाउँछ, ΔHMEPCM,s ले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड CA को इन्क्याप्सुलेटेड तापको उपचारलाई जनाउँछ, र ΔHPCM,s ले CA को इन्क्याप्सुलेटेड तापको उपचारलाई जनाउँछ।
तालिका ४ मा देखाइए अनुसार, SATEOS1 को प्याकिङ डिग्री र दक्षता क्रमशः ७१.८९% र ६७.६८% छ, र SATEOS6 को प्याकिङ डिग्री र दक्षता क्रमशः ९०.८६% र ८६.६८% छ (तालिका ४)। नमूना SATEOS6 ले सबै माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA हरू मध्ये उच्चतम इन्क्याप्सुलेसन गुणांक र दक्षता प्रदर्शन गर्दछ, जसले यसको उच्च थर्मल क्षमतालाई संकेत गर्दछ। त्यसकारण, ठोसबाट तरलमा संक्रमणको लागि ठूलो मात्रामा ऊर्जा चाहिन्छ। थप रूपमा, शीतलन प्रक्रियाको क्रममा सबै SA माइक्रोक्याप्सुलेसन र थोक SA को पग्लने र ठोसीकरण तापक्रममा भिन्नताले माइक्रोक्याप्सुलेसन संश्लेषणको क्रममा सिलिका खोल स्थानिय रूपमा सीमित भएको संकेत गर्दछ। यसरी, परिणामहरूले देखाउँछन् कि SC को मात्रा बढ्दै जाँदा, इन्क्याप्सुलेसन दर र दक्षता बिस्तारै बढ्छ (तालिका ४)।
SiO2 शेल (SATEOS1, SATEOS3 र SATEOS6) भएको बल्क SA र माइक्रोक्याप्सुल SA को TGA वक्रहरू चित्र १२ मा देखाइएको छ। बल्क SA (SATEOS1, SATEOS3 र SATEOS6) को थर्मल स्थिरता गुणहरू माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड नमूनाहरूसँग तुलना गरिएको थियो। TGA वक्रबाट यो स्पष्ट छ कि बल्क SA र माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को तौल घट्ने क्रममा ४०°C देखि १९०°C सम्म सहज र धेरै थोरै कमी देखिन्छ। यस तापक्रममा, बल्क SC ले थर्मल विघटनबाट गुज्रँदैन, जबकि माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SC ले २४ घण्टाको लागि ४५°C मा सुकेपछि पनि सोसिएको पानी छोड्छ। यसले गर्दा थोरै तौल घट्यो, ४९ तर यो तापक्रमभन्दा बाहिर सामग्री घट्न थाल्यो। कम SA सामग्रीमा (अर्थात् SATEOS1), सोसिएको पानीको मात्रा बढी हुन्छ र त्यसैले १९०°C सम्मको द्रव्यमान घट्ने दर बढी हुन्छ (चित्र १२ मा इनसेट)। तापक्रम १९० डिग्री सेल्सियसभन्दा माथि बढ्ने बित्तिकै, विघटन प्रक्रियाका कारण नमूनाको द्रव्यमान घट्न थाल्छ। थोक SA १९० डिग्री सेल्सियसमा विघटन हुन थाल्छ र २६० डिग्री सेल्सियसमा केवल ४% रहन्छ, जबकि SATEOS1, SATEOS3 र SATEOS6 ले यस तापक्रममा क्रमशः ५०%, २०% र १२% कायम राख्छ। ३०० डिग्री सेल्सियस पछि, थोक SA को द्रव्यमान क्षति लगभग ९७.६०% थियो, जबकि SATEOS1, SATEOS3 र SATEOS6 को द्रव्यमान क्षति क्रमशः लगभग ५४.२०%, ८२.४०% र ९०.३०% थियो। SA सामग्रीमा वृद्धिसँगै, SiO2 सामग्री घट्छ (तालिका ३), र SEM मा खोलको पातलोपन अवलोकन गरिन्छ (चित्र ९)। यसरी, माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA को तौल घटाउने क्षमता बल्क SA को तुलनामा कम हुन्छ, जुन SiO2 शेलको अनुकूल गुणहरूद्वारा व्याख्या गरिएको छ, जसले SA को सतहमा कार्बोनेसियस सिलिकेट-कार्बोनेसियस तहको गठनलाई बढावा दिन्छ, जसले गर्दा SA कोरलाई अलग गर्छ र परिणामस्वरूप वाष्पशील उत्पादनहरूको रिलीजलाई ढिलो गर्छ। यो चार तहले थर्मल विघटनको समयमा भौतिक सुरक्षात्मक अवरोध बनाउँछ, जसले ग्यास चरणमा ज्वलनशील अणुहरूको संक्रमणलाई सीमित गर्दछ66,67। यसको अतिरिक्त, हामी महत्त्वपूर्ण तौल घटाउने परिणामहरू पनि देख्न सक्छौं: SATEOS1 ले SATEOS3, SATEOS6 र SA को तुलनामा कम मानहरू देखाउँछ। यो किनभने SATEOS1 मा SA को मात्रा SATEOS3 र SATEOS6 भन्दा कम छ, जहाँ SiO2 शेलले बाक्लो तह बनाउँछ। यसको विपरीत, बल्क SA को कुल तौल घटाउने क्षमता 415 °C मा 99.50% पुग्छ। यद्यपि, SATEOS1, SATEOS3, र SATEOS6 ले ४१५ डिग्री सेल्सियसमा क्रमशः ६२.५०%, ८५.५०%, र ९३.७६% तौल घटेको देखाएको छ। यो नतिजाले TEOS को थपले SA को सतहमा SiO2 तह बनाएर SA को क्षयीकरणमा सुधार ल्याउँछ भन्ने संकेत गर्छ। यी तहहरूले भौतिक सुरक्षात्मक अवरोध बनाउन सक्छन्, र त्यसैले माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड CA को थर्मल स्थिरतामा सुधार अवलोकन गर्न सकिन्छ।
DSC51,52 को ३० ताप र शीतलन चक्र पछि बल्क SA र उत्तम माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड नमूना (अर्थात् SATEOS 6) को थर्मल विश्वसनीयता परिणामहरू चित्र १३ मा देखाइएको छ। यो देख्न सकिन्छ कि बल्क SA (चित्र १३a) ले पग्लने तापक्रममा कुनै भिन्नता देखाउँदैन। ठोसीकरण र एन्थाल्पी मान, जबकि SATEOS6 (चित्र १३b) ले ३० औं ताप चक्र पछि पनि तापक्रम र एन्थाल्पी मानमा कुनै भिन्नता देखाउँदैन। र शीतलन प्रक्रिया। बल्क SA ले ७२.१० °C को पग्लने बिन्दु, ६४.६९ °C को ठोसीकरण तापमान, र पहिलो चक्र पछि फ्यूजन र ठोसीकरणको ताप क्रमशः २०१.० J/g र १९४.१० J/g देखायो। ३० औं चक्र पछि, यी मानहरूको पग्लने बिन्दु ७१.२४ डिग्री सेल्सियसमा घट्यो, ठोसीकरण तापक्रम ६३.५३ डिग्री सेल्सियसमा घट्यो, र एन्थाल्पी मान १०% ले घट्यो। पग्लने र ठोसीकरण तापक्रममा परिवर्तन, साथै एन्थाल्पी मानहरूमा कमीले, गैर-माइक्रोएनक्याप्सुलेशन अनुप्रयोगहरूको लागि बल्क CA अविश्वसनीय छ भनेर संकेत गर्दछ। यद्यपि, उचित माइक्रोएनक्याप्सुलेशन भएपछि (SATEOS6), पग्लने र ठोसीकरण तापक्रम र एन्थाल्पी मानहरू परिवर्तन हुँदैनन् (चित्र १३b)। एक पटक SiO2 शेलहरूसँग माइक्रोएनक्याप्सुलेट भएपछि, SA लाई थर्मल अनुप्रयोगहरूमा चरण परिवर्तन सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, विशेष गरी निर्माणमा, यसको इष्टतम पग्लने र ठोसीकरण तापमान र स्थिर एन्थाल्पीको कारण।
पहिलो र ३० औं ताप र शीतलन चक्रमा SA (a) र SATEOS6 (b) नमूनाहरूको लागि प्राप्त DSC वक्रहरू।
यस अध्ययनमा, SA लाई मुख्य सामग्रीको रूपमा र SiO2 लाई शेल सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरेर माइक्रोएनक्याप्सुलेशनको व्यवस्थित अनुसन्धान गरिएको थियो। SA सतहमा SiO2 समर्थन तह र सुरक्षात्मक तह बनाउन TEOS लाई अग्रदूतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। माइक्रोएनक्याप्सुलेटेड SA, FT-IR, XRD, XPS, SEM र EDS को सफल संश्लेषण पछि परिणामहरूले SiO2 को उपस्थिति देखाए। SEM विश्लेषणले देखाउँछ कि SATEOS6 नमूनाले SA सतहमा SiO2 शेलहरूले घेरिएको राम्रोसँग परिभाषित गोलाकार कणहरू प्रदर्शन गर्दछ। यद्यपि, कम SA सामग्री भएको MEPCM ले समूहीकरण प्रदर्शन गर्दछ, जसले PCM को कार्यसम्पादन घटाउँछ। XPS विश्लेषणले माइक्रोक्याप्सुल नमूनाहरूमा Si-O-Si र Si-OH को उपस्थिति देखायो, जसले SA सतहमा SiO2 को सोखना प्रकट गर्‍यो। थर्मल कार्यसम्पादन विश्लेषण अनुसार, SATEOS6 ले सबैभन्दा आशाजनक ताप भण्डारण क्षमता देखाउँछ, जसमा पग्लने र ठोसीकरणको तापक्रम क्रमशः ७०.३७°C र ६४.२७°C छ, र पग्लने र ठोसीकरणको अव्यक्त ताप क्रमशः १८२.५३ J/g र १६०.१२ J/g छ। G। SATEOS6 को अधिकतम प्याकेजिङ दक्षता ८६.६८% छ। TGA र DSC थर्मल चक्र विश्लेषणले पुष्टि गर्‍यो कि SATEOS6 मा ३० वटा तताउने र चिसो पार्ने प्रक्रियाहरू पछि पनि राम्रो थर्मल स्थिरता र विश्वसनीयता छ।
याङ टी., वाङ एक्सवाई र ली डी. थर्मल ऊर्जा भण्डारण र यसको दक्षता सुधारको लागि थर्मोकेमिकल ठोस-ग्यास कम्पोजिट सोखना प्रणालीको प्रदर्शन विश्लेषण। अनुप्रयोग। तातो। इन्जिनियर। १५०, ५१२–५२१ (२०१९)।
फरीद, एमएम, खुधैर, एएम, रजाक, एस. र अल-हल्लाज, एस. चरण परिवर्तन ऊर्जा भण्डारणको समीक्षा: सामग्री र अनुप्रयोगहरू। ऊर्जा रूपान्तरणकर्ता। प्रबन्धक। ४५, १५९७–१६१५ (२००४)।
रेजिन एएफ, सोलंकी एसएस र सैनी जेएस। पीसीएम क्याप्सुल प्रयोग गरेर थर्मल ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको ताप स्थानान्तरण प्रदर्शन: एक समीक्षा। अद्यावधिक। समर्थन। ऊर्जा रेभ १२, २४३८–२४५८ (२००८)।
लिउ, एम., समान, डब्ल्यू. र ब्रुनो, एफ. उच्च तापक्रम चरण परिवर्तन थर्मल भण्डारण प्रणालीहरूको लागि भण्डारण सामग्री र थर्मल प्रदर्शन वृद्धि प्रविधिहरूको समीक्षा। अद्यावधिक। समर्थन। ऊर्जा रेभ १६, २११८–२१३२ (२०१२)।
फ्याङ गुओइङ, ली होङ, लिउ जियाङ, वू एसएम न्यानोएनक्याप्सुलेटेड थर्मल एन-टेट्राडेकेन फेज परिवर्तन सामग्रीहरूको तयारी र विशेषता। केमिकल। इन्जिनियर। जे. १५३, २१७–२२१ (२००९)।
Mu, B. र Li, M. सौर्य ऊर्जा रूपान्तरण र भण्डारणको लागि परिमार्जित ग्राफिन एरोजेल प्रयोग गरेर नयाँ आकार-स्थिर चरण परिवर्तन कम्पोजिट सामग्रीहरूको संश्लेषण। सौर्य ऊर्जा सामग्री। सोल। सेल १९१, ४६६–४७५ (२०१९)।
हुआङ, के., अल्भा, जी., जिया, वाई., र फ्याङ, जी. थर्मल ऊर्जा भण्डारणमा चरण परिवर्तन सामग्रीहरूको रूपात्मक विशेषता र प्रयोग: एक समीक्षा। अद्यावधिक। समर्थन। ऊर्जा सम्पादक। ७२, १२८–१४५ (२०१७)।