Nature.com تي اچڻ لاءِ مهرباني. توهان جي استعمال ڪيل برائوزر جي ورزن ۾ محدود CSS سپورٽ آهي. بهترين نتيجن لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان پنهنجي برائوزر جو نئون ورزن استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي غير فعال ڪريو). ساڳئي وقت، جاري سپورٽ کي يقيني بڻائڻ لاءِ، اسان سائيٽ کي اسٽائلنگ يا جاوا اسڪرپٽ کان سواءِ ڏيکاري رهيا آهيون.
اسٽيئرڪ ايسڊ (SA) کي توانائي اسٽوريج ڊوائيسز ۾ فيز چينج مواد (PCM) طور استعمال ڪيو ويندو آهي. هن مطالعي ۾، SiO2 شيل سرفڪٽنٽ کي مائڪرو اين ڪيپسول ڪرڻ لاءِ سول-جيل طريقو استعمال ڪيو ويو. SA جي مختلف مقدار (5، 10، 15، 20، 30، ۽ 50 گرام) کي 10 ايم ايل ٽيٽراٿائل آرٿوسيليڪيٽ (TEOS) ۾ ان ڪيپسول ڪيو ويو. سنٿيسائزڊ مائڪرو اين ڪيپسول ٿيل فيز چينج مواد (MEPCM) کي فوريئر ٽرانسفارم انفراريڊ اسپيڪٽرو اسڪوپي (FT-IR)، ايڪس ري ڊفرڪشن (XRD)، ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽرو اسڪوپي (XPS)، ۽ اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپي (SEM) پاران خاصيت ڏني وئي. خاصيت جي نتيجن مان ظاهر ٿيو ته SA کي ڪاميابي سان SiO2 پاران ان ڪيپسول ڪيو ويو. ٿرموگراويميٽرڪ تجزيو (TGA) ڏيکاريو ته MEPCM ۾ CA کان بهتر حرارتي استحڪام آهي. ڊفرنشل اسڪيننگ ڪيلوريميٽري (DSC) استعمال ڪندي، اهو معلوم ٿيو ته MEPCM جي اينٿالپي قدر 30 حرارتي-ٿڌڻ واري چڪر کان پوءِ به تبديل نه ٿي. سڀني مائڪرو اينڪيپسيليٽڊ نمونن ۾، 50 گرام SA جنهن ۾ MEPCM شامل آهي، ان ۾ پگھلڻ ۽ مضبوط ٿيڻ جي سڀ کان وڌيڪ پوشيده گرمي هئي، جيڪا ترتيب وار 182.53 J/g ۽ 160.12 J/g هئي. پيڪيج جي ڪارڪردگي جي قيمت کي ٿرمل ڊيٽا استعمال ڪندي ڳڻيو ويو ۽ ساڳئي نموني لاءِ سڀ کان وڌيڪ ڪارڪردگي ملي جيڪا 86.68٪ هئي.
تعميراتي صنعت ۾ استعمال ٿيندڙ توانائي جو تقريباً 58 سيڪڙو عمارتن کي گرم ڪرڻ ۽ ٿڌو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي1. تنهن ڪري، سڀ کان وڌيڪ ضروري شيءِ اها آهي ته ڪارآمد توانائي نظام ٺاهيو وڃي جيڪي ماحولياتي آلودگي کي نظر ۾ رکن 2. فيز چينج مواد (PCM) استعمال ڪندي لڪل گرمي ٽيڪنالاجي گهٽ درجه حرارت جي اتار چڙهاؤ تي اعليٰ توانائي ذخيرو ڪري سگهي ٿي3,4,5,6 ۽ گرمي جي منتقلي، شمسي توانائي جي اسٽوريج، ايرو اسپيس ۽ ايئر ڪنڊيشننگ7,8,9 جهڙن شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿي سگهي ٿي. PCM ڏينهن دوران عمارت جي ٻاهرين حصن مان حرارتي توانائي جذب ڪري ٿو ۽ رات جو توانائي جاري ڪري ٿو10. تنهن ڪري، فيز چينج مواد کي حرارتي توانائي اسٽوريج مواد طور سفارش ڪئي وئي آهي. ان کان علاوه، PCM جا مختلف قسم آهن جهڙوڪ سالڊ-سالڊ، سالڊ-مائع، مائع-گيس ۽ سالڊ-گيس11. انهن مان، سڀ کان وڌيڪ مشهور ۽ اڪثر استعمال ٿيندڙ فيز چينج مواد سالڊ-سالڊ فيز چينج مواد ۽ سالڊ-مائع فيز چينج مواد آهن. تنهن هوندي به، مائع-گيس ۽ سالڊ-گيس فيز ٽرانسشن مواد جي وڏي مقدار جي تبديلين جي ڪري انهن جو استعمال تمام ڏکيو آهي.
PCM پنهنجي خاصيتن جي ڪري مختلف استعمال ڪري ٿو: جيڪي 15°C کان گهٽ درجه حرارت تي پگھلندا آهن انهن کي ٿڌي گرمي پد کي برقرار رکڻ لاءِ ايئر ڪنڊيشننگ سسٽم ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو، ۽ جيڪي 90°C کان مٿي گرمي پد تي پگھلندا آهن انهن کي باهه کان بچائڻ لاءِ حرارتي نظام ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو 12. ايپليڪيشن ۽ پگھلڻ واري نقطي جي حد تي منحصر ڪري، مختلف مرحلي جي تبديلي واري مواد کي مختلف نامياتي ۽ غير نامياتي ڪيميائي 13,14,15 مان ٺهيل ڪيو ويو آهي. پيرافين سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ مرحلي جي تبديلي واري مواد آهي جنهن ۾ اعليٰ لڪيل گرمي، غير سنکنرن، حفاظت ۽ وسيع پگھلڻ واري نقطي جي حد 16,17,18,19,20,21 آهي.
جڏهن ته، مرحلي جي تبديلي واري مواد جي گهٽ حرارتي چالکائي جي ڪري، انهن کي هڪ شيل (ٻاهرين پرت) ۾ انڪپسول ڪرڻ جي ضرورت آهي ته جيئن مرحلي جي تبديلي جي عمل دوران بنيادي مواد جي رساو کي روڪي سگهجي 22. ان کان علاوه، آپريشنل غلطيون يا ٻاهرين دٻاءُ ٻاهرين پرت (ڪليڊنگ) کي نقصان پهچائي سگهي ٿو، ۽ پگھليل مرحلي جي تبديلي وارو مواد عمارت جي مواد سان رد عمل ڪري سگهي ٿو، جنهن سان ايمبيڊڊ اسٽيل بارن جي سنکنرن جو سبب بڻجي سگهي ٿو، جنهن سان عمارت جي خدمت جي صلاحيت گهٽجي ٿي 23. تنهن ڪري، اهو ضروري آهي ته انڪپسولڊ مرحلي جي تبديلي واري مواد کي ڪافي شيل مواد سان گڏ ڪيو وڃي، جيڪو مٿي ڏنل مسئلن کي حل ڪري سگهي ٿو 24.
مرحلي جي تبديلي واري مواد جي مائڪرو اين ڪيپسوليشن مؤثر طريقي سان گرمي جي منتقلي کي وڌائي سگھي ٿي ۽ ماحولياتي رد عمل کي گھٽائي سگھي ٿي، ۽ حجم جي تبديلين کي ڪنٽرول ڪري سگھي ٿي. PCM اين ڪيپسوليشن لاءِ مختلف طريقا تيار ڪيا ويا آهن، يعني انٽرفيشل پوليمرائيزيشن25,26,27,28، ان سيٽو پوليمرائيزيشن29,30,31,32، ڪوسرويشن33,34,35 ۽ سول-جيل پروسيس36,37,38,39. فارمل ڊيهائيڊ رال کي مائڪرو اين ڪيپسوليشن40,41,42,43 لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ميلامين-فارمل ڊيهائيڊ ۽ يوريا-فارمل ڊيهائيڊ رال کي شيل مواد طور استعمال ڪيو ويندو آهي، جيڪي اڪثر آپريشن دوران زهريلي فارمل ڊيهائيڊ خارج ڪندا آهن. تنهن ڪري، انهن مواد کي پيڪنگنگ جي عملن ۾ استعمال ڪرڻ کان منع ڪيو ويو آهي. جڏهن ته، اسڪيلبل حرارتي توانائي جي اسٽوريج لاءِ ماحول دوست فيز تبديلي واري مواد کي فيٽي ايسڊ ۽ ليگنين 44 تي ٻڌل هائبرڊ نانو ڪيپسول استعمال ڪندي ترتيب ڏئي سگهجي ٿو.
ژانگ ۽ ٻين 45 ۽ ٻين ٽيٽرا ايٿائل آرٿوسيليڪيٽ مان لارڪ ايسڊ کي گڏ ڪيو ۽ اهو نتيجو ڪڍيو ته جيئن ميٿائل ٽرائيٿوڪسي سلين ۽ ٽيٽرا ايٿائل آرٿوسيليڪيٽ جو حجم تناسب وڌي ٿو، تيئن لڪيل گرمي گهٽجي ٿي ۽ مٿاڇري جي هائيڊروفوبيسيٽي وڌي ٿي. لارڪ ايسڊ ڪاپوڪ فائبرز لاءِ هڪ امڪاني ۽ اثرائتو ڪور مواد ٿي سگهي ٿو 46. ان کان علاوه، لٽيباري ۽ ٻين 47 شيل مواد طور TiO2 استعمال ڪندي اسٽيئرڪ ايسڊ تي ٻڌل PCMs کي گڏ ڪيو. زو ۽ ٻين ممڪن PCMs 48 طور n-octadecane ۽ سلڪون نانو ڪيپسول تيار ڪيا. ادب جي جائزي مان، اثرائتي ۽ مستحڪم مائڪرو اينڪيپسولڊ مرحلي جي تبديلي واري مواد جي ٺهڻ لاءِ تجويز ڪيل دوز کي سمجهڻ ڏکيو آهي.
تنهن ڪري، ليکڪن جي ڄاڻ موجب، مائڪرو اين ڪيپسوليشن لاءِ استعمال ٿيندڙ فيز چينج مواد جي مقدار موثر ۽ مستحڪم مائڪرو اين ڪيپسوليشن فيز چينج مواد جي پيداوار لاءِ هڪ اهم پيرا ميٽر آهي. فيز چينج مواد جي مختلف مقدارن کي استعمال ڪرڻ سان اسان مائڪرو اين ڪيپسوليشن فيز چينج مواد جي مختلف خاصيتن ۽ استحڪام کي واضح ڪري سگهنداسين. اسٽيئرڪ ايسڊ (فيٽي ايسڊ) هڪ ماحول دوست، طبي طور تي اهم ۽ اقتصادي مادو آهي جيڪو حرارتي توانائي کي ذخيرو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو ڇاڪاڻ ته ان ۾ هڪ اعليٰ اينٿالپي ويليو (~200 J/g) آهي ۽ 72 °C تائين گرمي پد برداشت ڪري سگهي ٿو. ان کان علاوه، SiO2 غير آتش گير آهي، اعليٰ ميڪيڪل طاقت، حرارتي چالکائي ۽ بنيادي مواد کي بهتر ڪيميائي مزاحمت فراهم ڪري ٿو، ۽ تعمير ۾ پوزولانڪ مواد جي طور تي ڪم ڪري ٿو. جڏهن سيمينٽ کي پاڻي سان ملايو ويندو آهي، ته خراب طور تي ان ڪيپسوليشن ٿيل PCMs وڏي ڪنڪريٽ جي جوڙجڪ ۾ پيدا ٿيندڙ ميڪيڪل لباس ۽ اعلي گرمي پد (هائيڊريشن جي گرمي) جي ڪري ٽٽي سگهن ٿا. تنهن ڪري، SiO2 شيل سان مائڪرو اين ڪيپسوليشن ٿيل CA جو استعمال هن مسئلي کي حل ڪري سگهي ٿو. تنهن ڪري، هن مطالعي جو مقصد تعميراتي ايپليڪيشنن ۾ سول-جيل عمل ذريعي ٺهيل PCMs جي ڪارڪردگي ۽ ڪارڪردگي جي جاچ ڪرڻ هو. هن ڪم ۾، اسان منظم طريقي سان SiO2 شيل ۾ 5، 10، 15، 20، 30 ۽ 50 گرام جي SA (بنيادي مواد جي طور تي) جي مختلف مقدارن جو مطالعو ڪيو. SiO2 شيل جي ٺهڻ لاءِ 10 ml جي مقدار ۾ ٽيٽراٿيلوٿوسيليٽ (TEOS) جي هڪ مقرر مقدار کي اڳواٽ حل طور استعمال ڪيو ويو.
رد عمل واري گريڊ اسٽيئرڪ ايسڊ (SA، C18H36O2، پگھلڻ جو نقطو: 72°C) بنيادي مواد جي طور تي ڊائيجونگ ڪيميڪل اينڊ ميٽلز ڪمپني لميٽيڊ، گيونگگي-ڊو، ڏکڻ ڪوريا کان خريد ڪيو ويو. ٽيٽراٿيلورٿوسيليڪيٽ (TEOS، C8H20O4Si) هڪ اڳواٽ حل جي طور تي ايڪروس آرگينڪس، گيل، بيلجيم کان خريد ڪيو ويو. ان کان علاوه، مطلق ايٿانول (EA، C2H5OH) ۽ سوڊيم لوريل سلفيٽ (SLS، C12H25NaO4S) ڊائيجونگ ڪيميڪل اينڊ ميٽلز ڪمپني لميٽيڊ، گيونگگي-ڊو، ڏکڻ ڪوريا کان خريد ڪيا ويا، ۽ انهن کي ترتيب وار محلول ۽ سرفيڪٽنٽ طور استعمال ڪيو ويو. ڊسٽل ٿيل پاڻي پڻ محلول جي طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي.
SA جي مختلف مقدارن کي 100 ملي ليٽر ڊسٽلڊ پاڻي ۾ سوڊيم لوريل سلفيٽ (SLS) جي مختلف تناسب سان ملايو ويو، هڪ مقناطيسي اسٽيرر استعمال ڪندي 800 rpm ۽ 75 °C تي 1 ڪلاڪ لاءِ (ٽيبل 1). SA ايمولشن کي ٻن گروپن ۾ ورهايو ويو: (1) 5، 10 ۽ 15 گرام SA کي 100 ملي ليٽر ڊسٽلڊ پاڻي ۾ 0.10 گرام SLS سان ملايو ويو (SATEOS1، SATEOS2 ۽ SATEOS3)، (2) 20، 30 ۽ 50 گرام SA کي 0.15، 0.20 سان ملايو ويو ۽ 0.25 گرام SLS کي 100 ملي ليٽر ڊسٽلڊ پاڻي (SATEOS4، SATEOS5 ۽ SATEOS6) سان ملايو ويو. لاڳاپيل ايمولشن ٺاهڻ لاءِ 0.10 گرام SLS کي 5، 10 ۽ 15 گرام SA سان استعمال ڪيو ويو. بعد ۾، SATEOS4، SATEOS5 ۽ SATEOS6 لاءِ SLS جو تعداد وڌائڻ جي تجويز پيش ڪئي وئي. جدول 1 مستحڪم ايمولشن حل حاصل ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ CA ۽ SLS جي تناسب کي ڏيکاري ٿو.
100 ملي ليٽر بيڪر ۾ 10 ملي ليٽر TEOS، 10 ملي ليٽر ايٿانول (EA) ۽ 20 ملي ليٽر ڊسٽلڊ پاڻي رکو. SA ۽ SiO2 شيل جي مختلف تناسب جي انڪيپسوليشن ڪارڪردگي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، سڀني نمونن جي سنٿيسس ڪوفيشينٽ کي رڪارڊ ڪيو ويو. مرکب کي 400 rpm ۽ 60 ° C تي 1 ڪلاڪ لاءِ مقناطيسي اسٽيلر سان هلايو ويو. پوءِ اڳواٽ حل تيار ڪيل SA ايمولشن ۾ ڊراپ وائز شامل ڪيو ويو، 800 rpm ۽ 75 ° C تي 2 ڪلاڪن لاءِ زور سان هلايو ويو، ۽ هڪ اڇو پائوڊر حاصل ڪرڻ لاءِ فلٽر ڪيو ويو. باقي SA کي هٽائڻ لاءِ سفيد پائوڊر کي ڊسٽلڊ پاڻي سان ڌوئي ويو ۽ 45 ° C تي 24 ڪلاڪن لاءِ ويڪيوم اوون ۾ سڪايو ويو. نتيجي طور، SiO2 جي شيل سان هڪ مائڪرو اينڪيپسولڊ SC حاصل ڪيو ويو. مائڪرو اينڪيپسولڊ SA جي سنٿيسس ۽ تياري جو سڄو عمل شڪل 1 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.
SiO2 شيل سان SA مائڪرو ڪيپسول سول-جيل طريقي سان تيار ڪيا ويا هئا، ۽ انهن جي انڪيپسوليشن ميڪانيزم کي شڪل 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. پهرين قدم ۾ هڪ آبي محلول ۾ SA ايمولشن تيار ڪرڻ شامل آهي جنهن ۾ SLS هڪ سرفيڪٽنٽ طور هوندو آهي. هن صورت ۾، SA ماليڪيول جو هائيڊروفوبڪ آخر SLS سان ڳنڍيل هوندو آهي، ۽ هائيڊروفيلڪ آخر پاڻي جي ماليڪيولن سان، هڪ مستحڪم ايمولشن ٺاهيندو آهي. اهڙيءَ طرح، SLS جا هائيڊروفوبڪ حصا محفوظ آهن ۽ SA بوند جي مٿاڇري کي ڍڪيندا آهن. ٻئي طرف، TEOS محلولن جو هائيڊرولائيزيشن پاڻي جي ماليڪيولن ذريعي آهستي آهستي ٿئي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ ايٿانول (شڪل 2a) 49,50,51 جي موجودگي ۾ هائيڊرولائيزڊ TEOS جي ٺهڻ جو سبب بڻجندو آهي. هائيڊرولائيزڊ TEOS هڪ ڪنڊينسيشن رد عمل مان گذرندو آهي، جنهن دوران n-هائيڊرولائيزڊ TEOS سليڪا ڪلسٽر ٺاهيندا آهن (شڪل 2b). سليڪا ڪلسٽر SLS (شڪل 2c) جي موجودگي ۾ SA52 پاران انڪيپسول ڪيا ويا هئا، جنهن کي مائڪرو اينڪيپسوليشن عمل سڏيو ويندو آهي.
SiO2 جي شيل سان CA جي مائڪرو اينڪيپسوليشن جو اسڪيميٽڪ ڊاگرام (a) TEOS جو هائيڊرولائيزيشن (b) هائيڊرولائيزيٽ جو ڪنڊينسيشن ۽ (c) SiO2 جي شيل سان CA جو انڪيپسوليشن.
بلڪ ايس اي ۽ مائڪرو اينڪيپسيليٽڊ ايس اي جو ڪيميائي تجزيو فوريئر ٽرانسفارم انفراريڊ اسپيڪٽروميٽر (ايف ٽي-آئي آر، پرڪن ايلمر يو اي ٽي آر ٽو، يو ايس اي) استعمال ڪندي ڪيو ويو ۽ اسپيڪٽرا 500 کان 4000 سينٽي ميٽر-1 جي حد ۾ رڪارڊ ڪيو ويو.
هڪ ايڪس ري ڊفريڪٽوميٽر (XRD, D/MAX-2500, Rigaku, Japan) بلڪ SA مرحلن ۽ مائڪرو ڪيپسول مواد جو تجزيو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. ايڪس ري اسٽرڪچرل اسڪيننگ 2θ = 5°–95° جي حد ۾ ڪئي وئي جنهن جي اسڪيننگ رفتار 4°/منٽ هئي، Cu-Kα تابڪاري (λ = 1.541 Å)، 25 kV ۽ 100 mA جي آپريٽنگ حالتن کي مسلسل اسڪيننگ موڊ ۾ استعمال ڪندي. ايڪس ري تصويرون 2θ = 5–50° جي حد ۾ ٺاهيون ويون، ڇاڪاڻ ته سڀني نمونن ۾ 50° کان پوءِ ڪا به چوٽي نه ڏٺي وئي.
ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽرو اسڪوپي (XPS، Scienta Omicron R3000، USA) کي ايڪس ري ذريعو طور Al Kα (1486.6 eV) استعمال ڪندي ڪيو ويو ته جيئن بلڪ SA جي ڪيميائي حالت ۽ انڪيپسوليشن مواد ۾ موجود عنصرن کي سمجهي سگهجي. گڏ ڪيل XPS اسپيڪٽرا کي غير ملڪي ڪاربن (بائنڊنگ انرجي 284.6 eV) استعمال ڪندي C 1s چوٽي تي ڪيليبريٽ ڪيو ويو. شرلي طريقو استعمال ڪندي پس منظر جي اصلاح کان پوءِ، هر عنصر جي اعليٰ ريزوليوشن چوٽين کي ڊي ڪنولوليٽ ڪيو ويو ۽ CASA XPS سافٽ ويئر استعمال ڪندي گاسين/لورينٽزيئن فنڪشنز ۾ فٽ ڪيو ويو.
بلڪ ايس سي ۽ مائڪرو اينڪيپسيليٽڊ ايس سي جي مورفولوجي کي اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپي (SEM، MIRA3، TESCAN، برنو، چيڪ ريپبلڪ) استعمال ڪندي جانچيو ويو جيڪو 15 kV تي توانائي-منتشر ايڪس ري اسپيڪٽرو اسڪوپي (EDS) سان ليس هو. SEM اميجنگ کان اڳ، نمونن کي چارجنگ اثرات کان بچڻ لاءِ پلاٽينم (Pt) سان ڍڪيل هو.
حرارتي خاصيتون (پگھلڻ/ مضبوط ڪرڻ جو نقطو ۽ لڪيل گرمي) ۽ اعتبار (تھرمل سائيڪلنگ) جو تعين ڊفرنشل اسڪيننگ ڪيلوريميٽري (DSC، TA انسٽرومينٽ، ڊسڪوري DSC، نيو ڪاسل، USA) ذريعي 40 °C تي 10 °C/منٽ جي گرمي/ٿڌڻ جي شرح تي ۽ مسلسل نائٽروجن صاف ڪرڻ سان 90 °C تي ڪيو ويو. وزن گھٽائڻ جو تجزيو TGA تجزيه نگار (TA انسٽرومينٽ، ڊسڪوري TGA، نيو ڪاسل، USA) استعمال ڪندي نائٽروجن جي مسلسل وهڪري ۾ 40-600 °C جي گرمي پد تي شروع ڪيو ويو، 10 °C/منٽ جي گرمي جي شرح سان.
شڪل 3 ۾ بلڪ ايس سي ۽ مائڪرو اين ڪيپسولڊ ايس سي (SATEOS1، SATEOS2، SATEOS3، SATEOS4، SATEOS5 ۽ SATEOS6) جي FTIR اسپيڪٽرا ڏيکاري ٿي. سڀني نمونن ۾ (SA ۽ مائڪرو اين ڪيپسولڊ ايس اي) 2910 سينٽي ميٽر-1 ۽ 2850 سينٽي ميٽر-1 تي جذب جي چوٽي -CH3 ۽ -CH2 گروپن جي سميٽريل اسٽريچنگ وائبريشنز سان منسوب ڪئي وئي آهي، ترتيب وار 10,50. 1705 سينٽي ميٽر-1 تي چوٽي C=O بانڊ جي وائبريشنل اسٽريچنگ سان ملندڙ جلندڙ آهي. 1470 سينٽي ميٽر-1 ۽ 1295 سينٽي ميٽر-1 تي چوٽيون -OH فنڪشنل گروپ جي ان-پلين موڙيندڙ وائبريشن سان منسوب آهن، جڏهن ته 940 سينٽي ميٽر-1 ۽ 719 سينٽي ميٽر-1 تي چوٽيون ان-پلين وائبريشن ۽ پيداوار سان ملندڙ جلندڙ آهن. -پلين ڊيفارميشن وائبريشن، ترتيب وار - OH گروپ. سڀني مائڪرو اينڪيپسوليڊ SA ۾ 2910، 2850، 1705، 1470، 1295، 940 ۽ 719 سينٽي ميٽر-1 تي SA جي جذب جي چوٽي پڻ ڏٺي وئي. ان کان علاوه، SA مائڪرو ڪيپسول ۾ Si-O-Si بينڊ جي اينٽي سميٽرڪ اسٽريچنگ وائبريشن سان لاڳاپيل 1103 سينٽي ميٽر-1 تي هڪ نئين دريافت ٿيل چوٽي ڏٺي وئي. FT-IR جا نتيجا يوآن ۽ ٻين سان مطابقت رکن ٿا. 50 انهن امونيا/ايٿانول تناسب ۾ مائڪرو اينڪيپسوليڊ SA کي ڪاميابي سان تيار ڪيو ۽ ڏٺائين ته SA ۽ SiO2 جي وچ ۾ ڪو به ڪيميائي رابطو نه ٿيو. موجوده FT-IR مطالعي جا نتيجا ڏيکارين ٿا ته SiO2 شيل ڪاميابيءَ سان SA (ڪور) کي هائيڊولائيزڊ TEOS جي ڪنڊينسيشن عمل ۽ پوليمرائيزيشن ذريعي انڪيپسوليڊ ڪيو. گهٽ SA مواد تي، Si-O-Si بينڊ جي چوٽي جي شدت وڌيڪ آهي (شڪل 3b-d). جيئن SA جي مقدار 15 گرام کان وڌيڪ وڌي ٿي، چوٽي جي شدت ۽ Si-O-Si بينڊ جو وسيع ٿيڻ بتدريج گهٽجي ٿو، جيڪو SA جي مٿاڇري تي SiO2 جي هڪ پتلي پرت جي ٺهڻ جو اشارو ڏئي ٿو.
(a) SA، (b) SATEOS1، (c) SATEOS2، (d) SATEOS3، (e) SATEOS4، (f) SATEOS5 ۽ (g) SATEOS6 جو FTIR اسپيڪٽرا.
بلڪ SA ۽ مائڪرو اينڪيپسوليڊ SA جا XRD نمونا شڪل 4 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. XRD چوٽيون 2θ = 6.50° (300)، 10.94° (500)، 15.46° (700)، 20.26° \((\overline {5} JCPDS نمبر 0381923، 02 جي مطابق)\) تي واقع آهن، سڀني نمونن ۾ 21.42° (311)، 24.04° (602) ۽ 39.98° (913) SA کي تفويض ڪيا ويا آهن. بلڪ CA سان بگاڙ ۽ هائبرڊٽي غير يقيني عنصرن جهڙوڪ سرفيڪٽنٽ (SLS)، ٻين بقايا مادن ۽ SiO250 جي مائڪرو اينڪيپسوليشن جي ڪري. انڪيپسوليشن ٿيڻ کان پوءِ، مکيه چوٽين (300)، (500)، (311)، ۽ (602) جي شدت بلڪ CA جي مقابلي ۾ بتدريج گهٽجي ويندي آهي، جيڪا نموني جي ڪرسٽلينٽي ۾ گهٽتائي کي ظاهر ڪري ٿي.
(a) SA، (b) SATEOS1، (c) SATEOS2، (d) SATEOS3، (e) SATEOS4، (f) SATEOS5 ۽ (g) SATEOS6 جا XRD نمونا.
SATEOS1 جي شدت ٻين نمونن جي مقابلي ۾ تيزيءَ سان گهٽجي ٿي. سڀني مائڪرو اينڪيپسولڊ نمونن ۾ ڪا به ٻي چوٽي نه ڏٺي وئي (شڪل 4b-g)، جيڪا تصديق ڪري ٿي ته SiO252 جو جسماني جذب SA مٿاڇري تي ڪيميائي رابطي جي بدران ٿئي ٿو. ان کان علاوه، اهو پڻ نتيجو ڪڍيو ويو ته SA جي مائڪرو اينڪيپسوليشن ڪنهن به نئين بناوت جي ظاهر ٿيڻ جو سبب نه بڻيو. SiO2 SA مٿاڇري تي بغير ڪنهن ڪيميائي رد عمل جي برقرار رهي ٿو، ۽ جيئن SA جي مقدار گهٽجي ٿي، موجوده چوٽيون وڌيڪ واضح ٿي وڃن ٿيون (SATEOS1). هي نتيجو ظاهر ڪري ٿو ته SiO2 بنيادي طور تي SA مٿاڇري کي ڍڪي ٿو. (700) تي چوٽي مڪمل طور تي غائب ٿي ويندي آهي، ۽ \((\overline{5}02)\) تي چوٽي SATEOS 1 (شڪل 4b) ۾ هڪ هَمپ بڻجي ويندي آهي، جيڪو گهٽ ٿيل ڪرسٽلينٽي ۽ وڌندڙ امرورفزم سان لاڳاپيل آهي. SiO2 فطرت ۾ بي شڪل آهي، تنهن ڪري 2θ = 19° کان 25° تائين ڏٺل چوٽين ۾ هڪ هڏ ۽ وسيع ٿيڻ 53 آهي (شڪل 4b–g)، جيڪو بي شڪل SiO252 جي وجود جي تصديق ڪري ٿو. مائڪرو اينڪيپسوليٽڊ SA جي گهٽ پکيڙ جي چوٽي جي شدت سليڪا اندروني ڀت جي نيوڪليشن اثر ۽ محدود ڪرسٽلائيزيشن رويي جي ڪري آهي 49. اهو سمجهيو ويندو آهي ته گهٽ SA مواد سان، TEOS جي وڏي مقدار جي موجودگي جي ڪري هڪ ٿلهو سليڪا شيل ٺهيل آهي، جيڪو SA جي ٻاهرئين سطح تي وڏي پيماني تي جذب ٿئي ٿو. بهرحال، جيئن SA جي مقدار وڌي ٿي، ايملشن محلول ۾ SA بوندن جي مٿاڇري جو علائقو وڌي ٿو ۽ مناسب انڪيپسوليشن لاءِ وڌيڪ TEOS جي ضرورت آهي. تنهن ڪري، وڌيڪ SA مواد سان، FT-IR ۾ SiO2 چوٽي کي دٻايو ويندو آهي (شڪل 3)، ۽ XRF (شڪل 4) ۾ 2θ = 19–25° جي ويجهو پکيڙ جي چوٽي جي شدت گهٽجي ويندي آهي ۽ واڌ پڻ گهٽجي ويندي آهي. نظر نه ايندي آهي. جڏهن ته، جيئن شڪل 4 ۾ ڏسي سگهجي ٿو، جيئن ئي SA جي مقدار 5 گرام (SATEOS1) کان 50 گرام (SATEOS6) تائين وڌي ويندي آهي، چوٽيون بلڪ SA جي تمام ويجهو ٿي وينديون آهن، ۽ (700) تي چوٽي سڀني چوٽي جي شدت سان سڃاڻپ ٿيل نظر ايندي آهي. هي نتيجو FT-IR نتيجن سان لاڳاپيل آهي، جتي SiO2 SATEOS6 چوٽي جي شدت 1103 سينٽي ميٽر-1 (شڪل 3g) تي گهٽجي ويندي آهي.
SA، SATEOS1 ۽ SATEOS6 ۾ موجود عنصرن جون ڪيميائي حالتون شڪل 1 ۽ 2 ۾ ڏيکاريل آهن. شڪل 5، 6، 7 ۽ 8 ۽ جدول 2. بلڪ SA، SATEOS1 ۽ SATEOS6 لاءِ ماپ اسڪين شڪل 5 ۾ ڏيکاريل آهن ۽ C 1s، O 1s ۽ Si 2p لاءِ اعليٰ ريزوليوشن اسڪين شڪل 5، 6، 7 ۽ 8 ۽ جدول 2 ۾ ڏيکاريل آهن. XPS پاران حاصل ڪيل پابند توانائي جي قدرن جو خلاصو جدول 2 ۾ ڏنو ويو آهي. جيئن شڪل 5 مان ڏسي سگهجي ٿو، واضح Si 2s ۽ Si 2p چوٽيون SATEOS1 ۽ SATEOS6 ۾ ڏٺيون ويون، جتي SiO2 شيل جي مائڪرو اينڪيپسوليشن واقع ٿي. پوئين محققن 155.1 eV54 تي ساڳي Si 2s چوٽي جي رپورٽ ڪئي آهي. SATEOS1 (شڪل 5b) ۽ SATEOS6 (شڪل 5c) ۾ Si چوٽين جي موجودگي FT-IR (شڪل 3) ۽ XRD (شڪل 4) ڊيٽا جي تصديق ڪري ٿي.
جيئن شڪل 6 a ۾ ڏيکاريل آهي، بلڪ SA جي C 1s ۾ بائنڊنگ انرجي تي CC، ڪيليفيٽڪ، ۽ O=C=O جون ٽي مختلف چوٽيون آهن، جيڪي ترتيب وار 284.5 eV، 285.2 eV، ۽ 289.5 eV آهن. C–C، ڪيليفيٽڪ ۽ O=C=O چوٽيون SATEOS1 (شڪل 6b) ۽ SATEOS6 (شڪل 6c) ۾ پڻ ڏٺيون ويون ۽ انهن جو خلاصو جدول 2 ۾ ڏنو ويو آهي. ان کان علاوه، C 1s چوٽي 283 .1 eV (SATEOS1) ۽ 283.5 eV (SATEOS6) تي هڪ اضافي Si-C چوٽي سان پڻ مطابقت رکي ٿي. C–C، ڪيليفيٽڪ، O=C=O ۽ Si–C لاءِ اسان جون مشاهدو ڪيل بائنڊنگ توانائيون ٻين ذريعن سان سٺي نموني سان لاڳاپيل آهن55,56.
O 1 SA، SATEOS1 ۽ SATEOS6 جو XPS اسپيڪٽرا ترتيب وار شڪل 7a–c ۾ ڏيکاريل آهي. بلڪ SA جي O 1s چوٽي ڊي ڪنولوليٽ ٿيل آهي ۽ ان جون ٻه چوٽيون آهن، يعني C=O/C–O (531.9 eV) ۽ C–O–H (533.0 eV)، جڏهن ته SATEOS1 ۽ SATEOS6 جون O 1 هڪجهڙيون آهن. صرف ٽي چوٽيون آهن: C=O/C–O، C–O–H ۽ Si–OH55,57,58. SATEOS1 ۽ SATEOS6 ۾ O 1s بائنڊنگ توانائي بلڪ SA جي مقابلي ۾ ٿوري تبديل ٿئي ٿي، جيڪا شيل مواد ۾ SiO2 ۽ Si-OH جي موجودگي جي ڪري ڪيميائي ٽڪري ۾ تبديلي سان لاڳاپيل آهي.
SATEOS1 ۽ SATEOS6 جو Si 2p XPS اسپيڪٽرا ترتيب وار شڪل 8a ۽ b ۾ ڏيکاريل آهي. بلڪ CA ۾، SiO2 جي غير موجودگي جي ڪري Si 2p نه ڏٺو ويو. Si 2p چوٽي SATEOS1 لاءِ 105.4 eV ۽ SATEOS6 لاءِ 105.0 eV سان مطابقت رکي ٿي، جيڪا Si-O-Si سان مطابقت رکي ٿي، جڏهن ته SATEOS1 چوٽي 103.5 eV آهي ۽ SATEOS6 چوٽي 103.3 eV آهي، جيڪا Si-OH55 سان مطابقت رکي ٿي. SATEOS1 ۽ SATEOS6 ۾ Si-O-Si ۽ Si-OH چوٽي فٽنگ SA ڪور مٿاڇري تي SiO2 جي ڪامياب مائڪرو اينڪيپسوليشن کي ظاهر ڪيو.
مائڪرو اينڪيپسول ٿيل مواد جي مورفولوجي تمام ضروري آهي، جيڪا حل پذيري، استحڪام، ڪيميائي رد عمل، وهڪري ۽ طاقت کي متاثر ڪري ٿي59. تنهن ڪري، SEM کي بلڪ SA (100×) ۽ مائڪرو اينڪيپسول ٿيل SA (500×) جي مورفولوجي کي بيان ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، جيئن شڪل 9 ۾ ڏيکاريل آهي. جيئن شڪل 9a مان ڏسي سگهجي ٿو، SA بلاڪ ۾ هڪ بيضوي شڪل آهي. ذري جي سائيز 500 مائڪرون کان وڌيڪ آهي. جڏهن ته، هڪ ڀيرو مائڪرو اينڪيپسوليشن جو عمل جاري رهي ٿو، مورفولوجي ڊرامائي طور تي تبديل ٿئي ٿي، جيئن شڪل 9 b–g ۾ ڏيکاريل آهي.
(a) SA (×100)، (b) SATEOS1، (c) SATEOS2، (d) SATEOS3، (e) SATEOS4، (f) SATEOS5 ۽ (g) SATEOS6 جون SEM تصويرون ×500 تي.
SATEOS1 نموني ۾، ننڍا نيم گولائي SiO2 سان لپيل SA ذرڙا هڪ خراب مٿاڇري سان ڏٺا ويا آهن (شڪل 9b)، جيڪو شايد SA مٿاڇري تي TEOS جي هائيڊولائيزيشن ۽ ڪنڊينسيشن پوليمرائيزيشن جي ڪري هجي، ايٿانول ماليڪيولز جي تيز پکيڙ کي تيز ڪري ٿو. نتيجي طور، SiO2 ذرات جمع ڪيا ويا آهن ۽ جمع ڏٺو ويو آهي 52,60. هي SiO2 شيل مائڪرو اين ڪيپسولڊ CA ذرات کي ميڪيڪل طاقت فراهم ڪري ٿو ۽ وڌيڪ گرمي پد تي پگھليل CA جي رسي کي پڻ روڪي ٿو 10. هي نتيجو ظاهر ڪري ٿو ته SiO2 تي مشتمل SA مائڪرو ڪيپسولز کي امڪاني توانائي اسٽوريج مواد جي طور تي استعمال ڪري سگهجي ٿو 61. جيئن شڪل 9b مان ڏسي سگهجي ٿو، SATEOS1 نموني ۾ هڪجهڙائي واري ذرڙي جي تقسيم آهي جنهن ۾ هڪ ٿلهي SiO2 پرت SA کي ڍڪيندي آهي. مائڪرو اين ڪيپسولڊ SA (SATEOS1) جو ذرڙو سائيز تقريبن 10-20 μm (شڪل 9b) آهي، جيڪو گهٽ SA مواد جي ڪري بلڪ SA جي مقابلي ۾ تمام ننڍو آهي. مائڪرو ڪيپسول پرت جي ٿلهي اڳڪٿي محلول جي هائيڊولائيزيشن ۽ ڪنڊينسيشن پوليمرائيزيشن جي ڪري آهي. جمع SA جي گهٽ مقدار تي ٿئي ٿو، يعني 15 گرام تائين (شڪل 9b-d)، پر جيئن ئي خوراک وڌي ويندي آهي، ڪو به جمع نه ڏٺو ويندو آهي، پر واضح طور تي بيان ڪيل گول ذرات ڏٺا ويندا آهن (شڪل 9e-g) 62.
ان کان علاوه، جڏهن SLS سرفيڪٽنٽ جي مقدار مستقل هوندي آهي، ته SA مواد (SATEOS1، SATEOS2 ۽ SATEOS3) ڪارڪردگي، شڪل ۽ ذري جي سائيز جي ورڇ کي پڻ متاثر ڪندو آهي. اهڙيءَ طرح، SATEOS1 کي ننڍي ذري جي سائيز، هڪجهڙائي ورڇ ۽ گهاٽي مٿاڇري (شڪل 9b) جي نمائش لاءِ مليو، جيڪو مسلسل سرفيڪٽنٽ 63 جي تحت ثانوي نيوڪليشن کي فروغ ڏيڻ واري SA جي هائيڊروفيلڪ فطرت سان منسوب ڪيو ويو. اهو سمجهيو ويندو آهي ته SA مواد کي 5 کان 15 گرام (SATEOS1، SATEOS2 ۽ SATEOS3) تائين وڌائڻ ۽ سرفيڪٽنٽ جي مسلسل مقدار، يعني 0.10 گرام SLS (ٽيبل 1) استعمال ڪرڻ سان، سرفيڪٽنٽ ماليڪيول جي هر ذري جو حصو گهٽجي ويندو، جنهن ڪري ذري جي سائيز ۽ ذري جي سائيز گهٽجي ويندي. SATEOS2 (شڪل 9c) ۽ SATEOS3 (شڪل 9d) جي ورڇ SATEOS 1 (شڪل 9b) جي ورڇ کان مختلف آهي.
SATEOS1 (شڪل 9b) جي مقابلي ۾، SATEOS2 مائڪرو اينڪيپسولڊ SA جي هڪ گهاٽي مورفولوجي ڏيکاري ۽ ذرڙن جي سائيز ۾ اضافو ٿيو (شڪل 9c). اهو ايگلوميريشن 49 جي ڪري آهي، جيڪو ڪوئگوليشن جي شرح کي گهٽائي ٿو (شڪل 2b). جيئن ايس سي جي مقدار وڌندڙ SLS سان وڌي ٿي، مائڪرو ڪيپسول واضح طور تي نظر اچن ٿا، جيئن شڪل ۾ ڏيکاريل آهي ته مجموعي ڪيئن ٿئي ٿي. ان کان علاوه، شڪل 9e-g ڏيکاري ٿو ته سڀئي ذرڙا شڪل ۽ سائيز ۾ واضح طور تي گول آهن. اهو تسليم ڪيو ويو آهي ته SA جي وڏي مقدار جي موجودگي ۾، سليڪا اوليگومر جي مناسب مقدار حاصل ڪري سگهجي ٿي، مناسب ڪنڊينسيشن ۽ انڪيپسوليشن جو سبب بڻجندي ۽ ان ڪري چڱي طرح بيان ڪيل مائڪرو ڪيپسول 49 جي ٺهڻ. SEM نتيجن مان، اهو واضح آهي ته SATEOS6 SA جي ٿوري مقدار جي مقابلي ۾ لاڳاپيل مائڪرو ڪيپسول ٺاهيا.
بلڪ SA ۽ مائڪرو ڪيپسول SA جي توانائي جي منتشر ايڪس ري اسپيڪٽرو اسڪوپي (EDS) جا نتيجا جدول 3 ۾ پيش ڪيا ويا آهن. جيئن هن جدول مان ڏسي سگهجي ٿو، Si مواد بتدريج SATEOS1 (12.34٪) کان SATEOS6 (2.68٪) تائين گهٽجي ٿو. SA ۾ واڌارو. تنهن ڪري، اسان چئي سگهون ٿا ته SA جي مقدار ۾ واڌ SA جي مٿاڇري تي SiO2 جي جمع ۾ گهٽتائي جو سبب بڻجي ٿي. EDS51 جي نيم مقداري تجزيي جي ڪري جدول 3 ۾ C ۽ O مواد لاءِ ڪا به مستقل قدر نه آهي. مائڪرو اينڪيپسولڊ SA جي Si مواد کي FT-IR، XRD ۽ XPS نتيجن سان لاڳاپيل ڪيو ويو.
بلڪ SA ۽ SiO2 شيل سان مائڪرو اين ڪيپسولڊ SA جي پگھلڻ ۽ مضبوط ٿيڻ جو رويو شڪل 1 ۽ 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. اهي ترتيب وار شڪل 10 ۽ 11 ۾ ڏيکاريا ويا آهن، ۽ حرارتي ڊيٽا جدول 4 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. مائڪرو اين ڪيپسولڊ SA جي پگھلڻ ۽ مضبوط ٿيڻ جو گرمي پد مختلف مليو. جيئن SA جي مقدار وڌندي آهي، پگھلڻ ۽ مضبوط ٿيڻ جو گرمي پد وڌندو آهي ۽ بلڪ SA جي قدرن جي ويجهو ايندو آهي. SA مائڪرو اين ڪيپسولڊ کان پوءِ، سليڪا وال ڪرسٽلائيزيشن جي درجه حرارت کي وڌائيندو آهي، ۽ ان جي ڀت هيٽروجينيٽي کي فروغ ڏيڻ لاءِ ڪور طور ڪم ڪندي آهي. تنهن ڪري، جيئن SA جي مقدار وڌندي آهي، پگھلڻ (شڪل 10) ۽ مضبوط ٿيڻ (شڪل 11) جو گرمي پد پڻ بتدريج وڌي ويندو آهي49,51,64. سڀني مائڪرو اين ڪيپسولڊ SA نمونن مان، SATEOS6 سڀ کان وڌيڪ پگھلڻ ۽ مضبوط ٿيڻ جو گرمي پد ڏيکاريو، جنهن کان پوءِ SATEOS5، SATEOS4، SATEOS3، SATEOS2، ۽ SATEOS1.
SATEOS1 گھٽ ۾ گھٽ پگھلڻ واري نقطي (68.97 °C) ۽ مضبوط ڪرڻ جي درجه حرارت (60.60 °C) ڏيکاري ٿو، جيڪو ننڍي ذرڙي جي سائيز جي ڪري آهي جنهن ۾ مائڪرو ڪيپسول اندر SA ذرڙن جي حرڪت تمام ننڍي آهي ۽ SiO2 شيل هڪ ٿلهي پرت ٺاهيندو آهي ۽ ان ڪري ڪور مواد ڇڪڻ ۽ حرڪت کي محدود ڪري ٿو49. هي مفروضو SEM نتيجن سان لاڳاپيل آهي، جتي SATEOS1 هڪ ننڍڙو ذرڙو سائيز ڏيکاريو (شڪل 9b)، جيڪو ان حقيقت جي ڪري آهي ته SA ماليڪيول مائڪرو ڪيپسول جي هڪ تمام ننڍڙي علائقي اندر محدود آهن. مکيه ماس جي پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جي درجه حرارت ۾ فرق، انهي سان گڏ SiO2 شيل سان گڏ سڀئي SA مائڪرو ڪيپسول، 6.10–8.37 °C جي حد ۾ آهي. هي نتيجو ظاهر ڪري ٿو ته مائڪرو اينڪيپسولڊ SA کي SiO2 شيل 65 جي سٺي حرارتي چالکائي جي ڪري امڪاني توانائي اسٽوريج مواد طور استعمال ڪري سگهجي ٿو.
جيئن جدول 4 مان ڏسي سگهجي ٿو، SATEOS6 ۾ سڀني مائڪرو اينڪيپسولڊ ايس سيز (شڪل 9g) ۾ سڀ کان وڌيڪ اينٿالپي آهي ڇاڪاڻ ته SEM پاران مشاهدو ڪيل مناسب اينڪيپسوليشن جي ڪري. SA پيڪنگ جي شرح مساوات (1) استعمال ڪندي ڳڻپي سگهجي ٿي. (1) مائڪرو اينڪيپسولڊ SA49 جي پوشيده گرمي ڊيٽا جو مقابلو ڪندي.
R قدر مائڪرو اينڪيپسولڊ SC جي انڪيپسوليشن ڊگري (%) جي نمائندگي ڪري ٿو، ΔHMEPCM،m مائڪرو اينڪيپسولڊ SC جي فيوزن جي پوشيده گرمي جي نمائندگي ڪري ٿو، ۽ ΔHPCM،m SC جي فيوزن جي پوشيده گرمي جي نمائندگي ڪري ٿو. ان کان علاوه، پيڪنگنگ ڪارڪردگي (%) کي هڪ ٻئي اهم ٽيڪنيڪل پيرا ميٽر جي طور تي ڳڻيو ويندو آهي، جيئن مساوات (1) ۾ ڏيکاريل آهي. (2)49.
E قدر مائڪرو اينڪيپسوليڊ CA جي انڪيپسوليشن ڪارڪردگي (%) جي نمائندگي ڪري ٿو، ΔHMEPCM،s مائڪرو اينڪيپسوليڊ CA جي علاج جي پوشيده گرمي جي نمائندگي ڪري ٿو، ۽ ΔHPCM،s CA جي علاج جي پوشيده گرمي جي نمائندگي ڪري ٿو.
جيئن جدول 4 ۾ ڏيکاريل آهي، SATEOS1 جي پيڪنگ ڊگري ۽ ڪارڪردگي ترتيب وار 71.89٪ ۽ 67.68٪ آهي، ۽ SATEOS6 جي پيڪنگ ڊگري ۽ ڪارڪردگي ترتيب وار 90.86٪ ۽ 86.68٪ آهي (ٽيبل 4). نمونو SATEOS6 سڀني مائڪرو اينڪيپسولڊ SAs ۾ سڀ کان وڌيڪ انڪيپسوليشن ڪوئفيشينٽ ۽ ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو، جيڪو ان جي اعلي حرارتي گنجائش کي ظاهر ڪري ٿو. تنهن ڪري، ٺوس کان مائع ۾ منتقلي لاءِ وڏي مقدار ۾ توانائي جي ضرورت آهي. ان کان علاوه، ٿڌي عمل دوران سڀني SA مائڪرو ڪيپسول ۽ بلڪ SA جي پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جي درجه حرارت ۾ فرق ظاهر ڪري ٿو ته سليڪا شيل مائڪرو ڪيپسول سنٿيسس دوران مقامي طور تي محدود آهي. ان ڪري، نتيجا ڏيکارين ٿا ته جيئن SC جي مقدار وڌي ٿي، انڪيپسوليشن جي شرح ۽ ڪارڪردگي بتدريج وڌي ٿي (ٽيبل 4).
SiO2 شيل (SATEOS1، SATEOS3 ۽ SATEOS6) سان بلڪ SA ۽ مائڪرو ڪيپسول SA جا TGA وکر شڪل 12 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. بلڪ SA (SATEOS1، SATEOS3 ۽ SATEOS6) جي حرارتي استحڪام جي خاصيتن جو مقابلو مائڪرو اينڪيپسولڊ نمونن سان ڪيو ويو. TGA وکر مان اهو واضح آهي ته بلڪ SA ۽ مائڪرو اينڪيپسولڊ SA جو وزن گھٽائڻ 40 ° C کان 190 ° C تائين هڪ هموار ۽ تمام معمولي گهٽتائي ڏيکاري ٿو. هن گرمي پد تي، بلڪ SC حرارتي خرابي مان نه گذرندو آهي، جڏهن ته مائڪرو اينڪيپسولڊ SC 24 ڪلاڪن لاءِ 45 ° C تي سڪي وڃڻ کان پوءِ به جذب ٿيل پاڻي جاري ڪري ٿو. ان جي نتيجي ۾ معمولي وزن گھٽجي ويو، 49 پر هن گرمي پد کان ٻاهر مواد خراب ٿيڻ شروع ٿيو. گهٽ SA مواد تي (يعني SATEOS1)، جذب ٿيل پاڻي جو مواد وڌيڪ هوندو آهي ۽ ان ڪري 190 ° C تائين ماس نقصان وڌيڪ هوندو آهي (شڪل 12 ۾ داخل ٿيو). جيئن ئي گرمي پد 190 °C کان مٿي وڌي ٿو، نموني جي خراب ٿيڻ جي عملن جي ڪري وزن گھٽائڻ شروع ٿئي ٿو. بلڪ SA 190 °C تي سڙڻ شروع ٿئي ٿو ۽ صرف 4٪ 260 °C تي رهي ٿو، جڏهن ته SATEOS1، SATEOS3 ۽ SATEOS6 هن گرمي پد تي ترتيب وار 50٪، 20٪ ۽ 12٪ برقرار رکن ٿا. 300 °C کان پوءِ، بلڪ SA جو وزن گھٽجڻ لڳ ڀڳ 97.60٪ هو، جڏهن ته SATEOS1، SATEOS3، ۽ SATEOS6 جو وزن گھٽجڻ لڳ ڀڳ 54.20٪، 82.40٪، ۽ 90.30٪ هو. SA جي مواد ۾ واڌ سان، SiO2 جو مواد گھٽجي ٿو (ٽيبل 3)، ۽ SEM ۾ شيل جو پتلو ٿيڻ ڏٺو ويو آهي (شڪل 9). اهڙيءَ طرح، مائڪرو اينڪيپسوليٽڊ SA جو وزن گھٽائڻ بلڪ SA جي مقابلي ۾ گهٽ آهي، جيڪو SiO2 شيل جي سازگار خاصيتن جي ڪري بيان ڪيو ويو آهي، جيڪو SA جي مٿاڇري تي ڪاربونيسيس سليڪٽ-ڪاربونيسيس پرت جي ٺهڻ کي فروغ ڏئي ٿو، ان ڪري SA ڪور کي الڳ ڪري ٿو ۽ نتيجي ۾ غير مستحڪم شين جي ڇڏڻ کي سست ڪري ٿو10. هي چار پرت حرارتي خرابي دوران هڪ جسماني حفاظتي رڪاوٽ ٺاهيندي آهي، جيڪا گئس جي مرحلي ۾ ٻرندڙ ماليڪيولن جي منتقلي کي محدود ڪري ٿي66,67. ان کان علاوه، اسان اهم وزن گھٽائڻ جا نتيجا پڻ ڏسي سگهون ٿا: SATEOS1 SATEOS3، SATEOS6 ۽ SA جي مقابلي ۾ گهٽ قدر ڏيکاري ٿو. اهو ئي سبب آهي ته SATEOS1 ۾ SA جي مقدار SATEOS3 ۽ SATEOS6 جي ڀيٽ ۾ گهٽ آهي، جتي SiO2 شيل هڪ ٿلهي پرت ٺاهيندو آهي. ان جي ابتڙ، بلڪ SA جو ڪل وزن گھٽائڻ 415 °C تي 99.50% تائين پهچي ٿو. جڏهن ته، SATEOS1، SATEOS3، ۽ SATEOS6 415 °C تي ترتيب وار 62.50٪، 85.50٪، ۽ 93.76٪ وزن گھٽائڻ ڏيکاريو. هي نتيجو ظاهر ڪري ٿو ته TEOS جو اضافو SA جي مٿاڇري تي SiO2 پرت ٺاهي SA جي تباهي کي بهتر بڻائي ٿو. اهي پرتون هڪ جسماني حفاظتي رڪاوٽ ٺاهي سگهن ٿيون، ۽ تنهن ڪري مائڪرو اينڪيپسولڊ CA جي حرارتي استحڪام ۾ بهتري ڏسي سگهجي ٿي.
DSC51,52 جي 30 حرارتي ۽ ٿڌي چڪرن کان پوءِ بلڪ SA ۽ بهترين مائڪرو اينڪپسوليٽڊ نموني (يعني SATEOS 6) جي حرارتي اعتبار جا نتيجا شڪل 13 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته بلڪ SA (شڪل 13a) پگھلڻ جي درجه حرارت ۾ ڪو به فرق نٿو ڏيکاري. مضبوط ڪرڻ ۽ اينٿالپي قدر، جڏهن ته SATEOS6 (شڪل 13b) 30 هين حرارتي چڪر کان پوءِ به گرمي پد ۽ اينٿالپي قدر ۾ ڪو به فرق نٿو ڏيکاري. ۽ ٿڌي عمل. بلڪ SA 72.10 °C جو پگھلڻ جو نقطو، 64.69 °C جو مضبوط ڪرڻ جو گرمي پد، ۽ پهرين چڪر کان پوءِ فيوزن ۽ مضبوط ڪرڻ جي گرمي ترتيب وار 201.0 J/g ۽ 194.10 J/g ڏيکاريو. 30 هين چڪر کان پوءِ، انهن قدرن جو پگھلڻ جو نقطو گهٽجي 71.24 °C ٿي ويو، مضبوط ڪرڻ جو گرمي پد 63.53 °C ٿي ويو، ۽ اينٿالپي جي قيمت 10٪ گهٽجي وئي. پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جي درجه حرارت ۾ تبديليون، انهي سان گڏ اينٿالپي جي قدرن ۾ گهٽتائي، ظاهر ڪري ٿي ته بلڪ CA غير مائڪرو اين ڪيپسوليشن ايپليڪيشنن لاءِ ناقابل اعتبار آهي. جڏهن ته، مناسب مائڪرو اين ڪيپسوليشن ٿيڻ کان پوءِ (SATEOS6)، پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جو گرمي پد ۽ اينٿالپي قدر تبديل نه ٿيندا آهن (شڪل 13b). هڪ ڀيرو SiO2 شيلز سان مائڪرو اين ڪيپسوليشن ٿيڻ کان پوءِ، SA کي حرارتي ايپليڪيشنن ۾، خاص طور تي تعمير ۾، ان جي بهترين پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جي درجه حرارت ۽ مستحڪم اينٿالپي جي ڪري، مرحلي جي تبديلي واري مواد طور استعمال ڪري سگهجي ٿو.
پهرين ۽ 30 هين حرارتي ۽ ٿڌي چڪر تي SA (a) ۽ SATEOS6 (b) نمونن لاءِ حاصل ڪيل DSC وکر.
هن مطالعي ۾، SA کي بنيادي مواد طور ۽ SiO2 کي شيل مواد طور استعمال ڪندي مائڪرو اينڪيپسوليشن جي هڪ منظم جاچ ڪئي وئي. TEOS کي SA مٿاڇري تي SiO2 سپورٽ پرت ۽ حفاظتي پرت ٺاهڻ لاءِ هڪ اڳڪٿي طور استعمال ڪيو ويندو آهي. مائڪرو اينڪيپسوليڊ SA، FT-IR، XRD، XPS، SEM ۽ EDS جي ڪامياب سنٿيسس کان پوءِ نتيجن SiO2 جي موجودگي ڏيکاري. SEM تجزيو ڏيکاري ٿو ته SATEOS6 نمونو SA مٿاڇري تي SiO2 شيل سان گھريل چڱي طرح بيان ڪيل گول ذرات ڏيکاري ٿو. جڏهن ته، گهٽ SA مواد سان MEPCM جمع ڏيکاري ٿو، جيڪو PCM جي ڪارڪردگي کي گهٽائي ٿو. XPS تجزيو مائڪرو ڪيپسول نمونن ۾ Si-O-Si ۽ Si-OH جي موجودگي ڏيکاري، جنهن SA مٿاڇري تي SiO2 جي جذب کي ظاهر ڪيو. حرارتي ڪارڪردگي جي تجزيي موجب، SATEOS6 سڀ کان وڌيڪ اميد افزا گرمي ذخيرو ڪرڻ جي صلاحيت ڏيکاري ٿو، جنهن ۾ پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جو گرمي پد ترتيب وار 70.37 ° C ۽ 64.27 ° C آهي، ۽ پگھلڻ ۽ مضبوط ڪرڻ جي پوشيده گرمي ترتيب وار 182.53 J/g ۽ 160.12 J/g آهي. G. SATEOS6 جي وڌ ۾ وڌ پيڪنگنگ ڪارڪردگي 86.68٪ آهي. TGA ۽ DSC حرارتي چڪر جي تجزيي تصديق ڪئي ته SATEOS6 اڃا تائين 30 حرارتي ۽ ٿڌي عملن کان پوءِ به سٺي حرارتي استحڪام ۽ اعتبار رکي ٿو.
يانگ ٽي.، وانگ ايڪس وائي ۽ لي ڊي. حرارتي توانائي جي اسٽوريج ۽ ان جي ڪارڪردگي جي بهتري لاءِ ٿرمو ڪيميڪل سالڊ-گيس ڪمپوزٽ ايڊسورپشن سسٽم جو ڪارڪردگي تجزيو. ايپليڪيشن. گرم. انجنيئر. 150، 512-521 (2019).
فريد، ايم ايم، خدير، اي ايم، رزاق، ايس ۽ الحلاج، ايس. مرحلي جي تبديلي جي توانائي جي اسٽوريج جو جائزو: مواد ۽ ايپليڪيشنون. توانائي ڪنورٽر. مئنيجر. 45، 1597–1615 (2004).
ريگين اي ايف، سولنڪي ايس ايس ۽ سيني جي ايس پي سي ايم ڪيپسول استعمال ڪندي حرارتي توانائي اسٽوريج سسٽم جي گرمي منتقلي جي ڪارڪردگي: هڪ جائزو. تازه ڪاري. سپورٽ. توانائي جائزو 12، 2438-2458 (2008).
ليو، ايم.، سمن، ڊبليو. ۽ برونو، ايف. اعليٰ درجه حرارت جي مرحلي جي تبديلي لاءِ اسٽوريج مواد ۽ حرارتي ڪارڪردگي وڌائڻ واري ٽيڪنالاجي جو جائزو. اپڊيٽ. سپورٽ. توانائي جائزو 16، 2118–2132 (2012).
فانگ گوئنگ، لي هانگ، ليو شيانگ، وو ايس ايم نانو اين ڪيپسولڊ ٿرمل انرجي اين-ٽيٽراڊيڪين فيز چينج مواد جي تياري ۽ خاصيت. ڪيميڪل. انجنيئر. جي. 153، 217-221 (2009).
مو، بي ۽ لي، ايم. شمسي توانائي جي تبديلي ۽ اسٽوريج لاءِ تبديل ٿيل گرافين ايروجيلز استعمال ڪندي ناول شڪل-مستحڪم مرحلي جي تبديلي جامع مواد جي ترکیب. سول. توانائي مواد. سول. سيل 191، 466–475 (2019).
هوانگ، ڪي.، الوا، جي.، جيا، وائي.، ۽ فينگ، جي. حرارتي توانائي جي اسٽوريج ۾ مرحلي جي تبديلي جي مواد جي مورفولوجيڪل خاصيت ۽ درخواست: هڪ جائزو. تازه ڪاري. سپورٽ. توانائي ايڊ. 72، 128-145 (2017).