在持续经济增长和生活水平逐步提高的背景下，能源消耗问题已达到一个关键节点。在各种能源消耗来源中，建筑能耗占总能源使用的44.7%，占总碳排放量的30%以上。预计这一比例在未来还会进一步增加[1]。热能储存（TES）技术是一种环保的建筑节能技术，通过加热、冷却、固化、熔化和蒸发等多种机制，实现多种形式能量的储存。这种方法通过解决能源供需在时间和空间上的差异，提高了能源利用效率[2],[3]。TES概念包括显热储存、潜热储存和化学反应储存[4],[5]。其中，潜热储存（LHTES）因其高能量储存能力和恒定的相变温度而受到广泛关注[6],[7]。例如，相变材料（PCM）因具有稳定的相变温度、高能量储存密度和紧凑的体积而在潜热储存领域成为研究重点[8]。这些材料通常分为三类：有机化合物、无机化合物和碳基PCM（CPCM）[9]。有机PCM，包括石蜡、脂肪酸和聚氧乙烯，表现出良好的稳定性和兼容性。然而，某些有机PCM存在易燃性、毒性、导热性低和成本高等缺点，这大大限制了其实际应用。相比之下，水合盐（一种常见的无机PCM）具有广泛的操作温度范围、高导热性、高能量储存密度和低制备成本等优势。尽管存在过冷、相分离和腐蚀等问题，但可以通过添加增稠剂和成核剂或对水合盐进行封装来解决[10],[11]。醋酸钠三水合物（SAT）是一种典型的水合盐，以其显著的熔化潜热（264 kJ/kg）、低熔点（58°C）和丰富的原材料供应而受到研究关注[12]。
目前，大多数研究通过在水合盐中加入成核剂、纳米材料和多孔基质来探讨SAT的相分离和过冷现象。例如，崔等人[13]将氯化钠（NaCl）、氧化铝（Al2O3）、碳纳米管（CNT）和羧甲基纤维素（CMC）加入SAT中，发现加入成核剂可以减少过冷并提高导热性。在后续研究中，王等人[14]将0.5%、1%、1.5%和2%的聚丙烯酰胺（PAM）加入SAT中，并保持混合物30分钟，发现1.5%和2%的PAM浓度显著抑制了相分离。含有2 wt% TPD和1.5 wt% PAM的SAT基CPCM的过冷程度低于5°C。在另一项相关研究中，费等人[15]将2 wt%的XG加入纯SAT中，发现XG显著抑制了SAT的相分离。在75°C的加热温度下获得了最佳的增稠效果，且未观察到分层或沉淀现象。最近开发的复合体系SAT/1.5 wt% XG/2 wt% DHPD的过冷程度仅为1.5°C。
除了水合盐成核剂外，由于纳米材料具有较小的尺寸、较大的表面积以及良好的吸附和成核性能，也常被用作SAT的成核剂，从而解决过冷问题。例如，毛等人[16]使用纳米铜作为成核剂，与3 wt% CMC和0.25 wt%十二烷基硫酸钠作为SAT添加剂，制备了不同比例的纳米铜复合SAT。研究表明，含有0.5%纳米铜的SAT在70°C的初始温度下传热效率提高了近20%，过冷程度降至0.5°C。这表明纳米铜可以减少SAT的过冷并提高其导热性。胡等人[17]的研究中，使用羧甲基纤维素（CMC）作为增稠剂，纳米氮化铝作为成核剂，发现含有4 wt% CMC和5 wt%纳米氮化铝颗粒的复合SAT能够消除过冷，而不会显著降低相变温度或相变潜热。在减少过冷的背景下，某些多孔基材因其轻质和高比表面积而受到关注。由于它们的多孔特性，它们可以作为PCM的载体，有效降低水合盐（如SAT）的过冷程度。EG[18],[19],[20],[21],[22]是一种常用的SAT多孔基质。其他多孔吸附剂基质，包括气相二氧化硅（FS）[23]、泡沫铜（CF）[24],[25]、膨胀蛭石（EV）[26]和膨胀珍珠岩（EP）[27]，也被用于吸附SAT。这些方法已被证明可以有效解决SAT CPCM系统中的相分离和过冷现象。
这些研究结果表明，无机物质（如NaCl、Al2O3和TPD）主要通过提供成核位点来减少过冷，而聚合物材料（如CMC、PAM和XG）通过增稠和形成网络结构来抑制相分离。所研究的SAT/XG/TPD/EG复合体系也遵循这一改性机制。研究表明，TPD具有减少过冷的能力，而XG能够提高相稳定性。此外，EG还能提高导热性。因此，本研究与现有文献结果一致，同时进一步优化了复合材料的综合性能。与现有研究相比，本研究在SAT中加入了增稠剂（XG）、多孔基质（EG）和水合盐成核剂（TPD）。这种方法的目标有三个：首先，减少SAT的过冷；其次，防止相分离；第三，提高导热性。与许多仅通过加入一种或两种添加剂来解决过冷问题的现有研究不同，加入三种添加剂带来了新的挑战。例如，在三种添加剂之间实现最佳平衡仍是一个需要探索的方向。
