MIL-101由于其对水的高吸附能力和优异的吸附/解吸循环稳定性,是一种有前途的用于吸附式制冷机的金属有机框架 (MOF) 材料。在MIL-101中加入几层石墨烯(FLG)作为导热添加剂,可以改善MIL-101在吸附冷却过程中的传热性能。这里,研究了MIL-101/FLG吸附剂的热传递特性,和MIL-101/FLG-水工作组的吸附冷却性能。相关数据表明,MIL-101/20%FLG复合材料的导热系数是 纯MIL-101的5.79-6.54 倍。添加FLG有利于MIL-101/FLG 吸附剂中热传输通道的形成,和吸附热的快速去除。MIL-101/FLG吸附剂的热传导率和冷却速度是MIL-101吸附剂的~2.2倍。在典型吸附式冷水机组条件下,MIL-101/FLG-水工作组的比冷却功率 (SCP) 和性能系数的 (COP) 分别为72.2-81.0 W kg-1和 0.187-0.202。通过连续循环50次后验证了MIL-101/FLG复合材料优异的结构和吸附/解吸循环稳定性。该工作提供了一种有前途的吸附剂候选者(MIL-101/FLG 复合材料),应用于吸附式冷水机组工艺当中。
Figure 1. 成型和颗粒状 MIL-101 和 MIL-101/FLG复合材料的外部形态。(a) 成型MIL-101。(b) 成型 MIL-101/FLG 复合材料。(c) 颗粒状 MIL-101。(d) 颗粒状 MIL-101/FLG 复合材料。
Figure 2. MIL-101/20%FLG-水工作组的原理示意图(a)和(b)吸附冷却装置系统。
Figure 3. MIL-101/FLG 复合材料和 MIL-101 在不同测量温度下的热导率。
Figure 4. MIL-101/20%FLG 和 MIL-101 吸附剂在吸附过程的温度特性曲线。
Figure 5. MIL-101/20%FLG和MIL-101吸附剂在热脱附过程中外壁和内壁之间的温度变化。
Figure 6. (a) FLG, (b) MIL-101和(c) MIL-101/FLG 复合材料的结构及导热机理示意图。
Figure 7. MIL-101/20%FLG-水工作组在不同蒸发温度时的冷却能力和冷却功率。
Figure 8. MIL-101/20%FLG-水工作对在不同解吸时间下的冷却能力(a)和冷却功率(b)。
该研究工作由南京工业大学Qun Cui和Haiyan Wang课题组于2021年发表在Energies期刊上。原文:Experimental Study on Heat Transfer and Adsorption Cooling Performance of MIL-101/Few Layer Graphene Composite。
转自《石墨烯研究》翻译