本发明专利技术属于复合相变材料制备技术领域，特别涉及一种适用于宽温域余热回收的多孔基复合相变材料制备方法。该制备方法选取热稳定性好、比表面积大、易进行有机改性的多孔材料（γ-Al2O3、高岭土、层状水滑石、蒙脱土等）作为基体材料，通过选用不同类别的无机盐、有机类相变材料中的多种作为相变芯材，通过分散浸渍法制备得到系列新型多孔基复合相变材料。本发明专利技术的优点在于：1）开发了一种简便的方法获得一系列相变温度呈梯队变化的多孔基复合相变材料；2）所制备的多孔基复合相变材料可以有效固载相变芯材，防止泄露、腐蚀等问题，节省了二次封装的费用；3）本发明专利技术提供的方法，工艺简单、反应条件温和、适合工业上规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于复合相变材料制备
，特别涉及一种适用于宽温域余热回收的多孔基复合相变材料制备方法。该制备方法选取热稳定性好、比表面积大、易进行有机改性的多孔材料（γ-Al2O3、高岭土、层状水滑石、蒙脱土等）作为基体材料，通过选用不同类别的无机盐、有机类相变材料中的多种作为相变芯材，通过分散浸渍法制备得到系列新型多孔基复合相变材料。本专利技术的优点在于：1）开发了一种简便的方法获得一系列相变温度呈梯队变化的多孔基复合相变材料；2）所制备的多孔基复合相变材料可以有效固载相变芯材，防止泄露、腐蚀等问题，节省了二次封装的费用；3）本专利技术提供的方法，工艺简单、反应条件温和、适合工业上规模化生产。【专利说明】
本专利技术属于复合相变材料领域，具体涉及。
技术介绍
在能源危机与环境污染席卷全球的今天，研宄、开发新能源和可再生能源，发展高效的节能技术迫在眉睫。目前，风能、太阳能、海洋能等已广泛应用于电力以及供热等相关领域。但是以上能源分布存在间歇性、随机性、波动性等问题，给其利用带来很大的困难。相变蓄热/储能技术可有效解决热能供给与需求在时间和强度上失配的矛盾，避免能量利用的大量浪费，在太阳能利用、电力的“移峰填谷”及民用采暖与空调的节能，纺织物的蓄热调温等领域有着广阔的应用前景。 利用相变材料(Phase Change Material, PCM)的相变潜热来实现能量的存储和利用，有助于提高能效和开发可再生能源，是近年来能源科学与材料科学领域中的一个世界范围的研宄热点。纯的相变材料，还存在易泄露、需封装、热扩散率低等缺点，限制了其广泛的应用。固液相变材料因其具有相变过程易控制、体积变化小等优点，已成为应用最为广泛的相变材料之一。但在其相变过程中存在容易发生泄漏、使用不安全的问题，应用范围受到了很大的制约。 为了解决上述单一组分相变材料存在的典型问题，复合相变材料应运而生。复合相变材料旨在将热性能相对较差的或者是相变过程无定型的相变材料，镶嵌在热性能好的材料中，有效克服了单一的固液相变材料的弊端，并且在相变过程中一直保持固态形状而不发生流动，在使用时不需额外容器进行封装，所以既能提升热性能，又有效减少了使用成本，增强了使用安全性，极大地拓宽了材料的应用领域。因此，固液相变材料的固载化是应用的技术难点。目前，将相变材料吸附于多孔或层状基体中是最常用的固载方法之一。专利CN102585776 A公开了一种三维石墨烯/相变储能复合材料及其制备方法。专利CN102031090A公开了一种具有相变储能功能的相变石墨粉及其制备方法。专利CN102061403A提出了一种多孔材料基体和复合相变蓄热材料及其制备方法，本专利技术将含钙原料和含硅原料为多孔基体，加入一定量的金属粉末，制备出复合相变材料。但上述专利芯材选取较为单一，难以用于复杂流程工业间多温域、间歇性余热的回收利用。因此，开发新型复合相变材料，实现对不稳定、宽温域余热的回收利用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过提供，有效解决相变芯材的泄露等问题，并减少相变芯材对容器的腐蚀作用，实现对实际工业生产过程中产生的宽温域余热余能的回收利用。本专利技术提出一种适用于宽温域余热回收的复合相变材料的制备方法，克服目前生产及应用过程中的缺点。 ，包括以下步骤: 1)相变芯材的预处理:将一种或多种无机盐相变芯材溶于水中，在磁力搅拌上以200-1000的转速搅拌至完全溶解，配置成饱和水溶液待用；将一种或多种有机相变芯材溶于醇及烷烃中，获得醇溶液待用；2)多孔骨架基体材料预处理:选取γ_Α1203、层状水滑石、蒙脱土、高领土中的一种或几种作为多孔骨架基体材料；将选取的基体材料经过预处理得到可进行复合的载体材料；3)多孔基材与芯材的复合:将步骤I)中芯材的水溶液/醇溶液加入到步骤2)的载体中分散，加热至25-100°C，搅拌l-24h，利用毛细孔作用力、氢键作用力，将相变材料吸附于孔道内后，过滤出去溶液，得到复合相变材料，置于50-120°C烘箱中干燥2-24h，得到最终的用于宽温域余热回收的多孔基复合相变材料。 进一步地，所述步骤I)中无机盐相变芯材为高温相变材料，有机相变芯材为低温相变材料，选取其中多种实现相变共熔体使用温度的梯度化。 进一步地，所述的无机盐相变芯材包括:氯化锂、硝酸钾、硝酸铵、氯化铵、氯化钠、硫酸钡、八水合硫酸钡、氯化钙、六水合氯化钙、硫酸钠、十水合硫酸钠、六水合溴化钙中一种或多种。 进一步地，所述的有机相变芯材包括:聚乙二醇、硬脂酸、PEG、肉豆蔻酸、石蜡、月桂酸、十五烷酸、新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基丙烷、硬脂酸、脂肪酸中一种或几种。 进一步地，所述步骤2)中的多孔骨架基体材料Y-Al2O3的预处理方式如下:将高纯的丫^1203至于50-150°C的鼓风干燥箱中，干燥1-5天，待用。 进一步地，所述步骤2)中的多孔骨架基体材料层状水滑石的预处理方式如下:层状水滑石的预处理方式如下:配置150mL的硝酸钠溶液中，其中硝酸钠溶液浓度为0.05-0.5mol/L至于80 °C油浴中，在氮气氛围下缓缓加入0.05-lmo/L的硝酸锌与0.05-lmol/L的硝酸铝溶液中，用NaOH溶液调节反应体系浓度至中性，反应4_24h，将获得的产物过滤，水洗，40°C条件下真空干燥24h。再将得到的产物用硅烷偶联剂进行有机官能团改性，最终得到氨基修饰的Zn-Al层状水滑石；所述的硅烷偶联剂包括:异氰酸丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷。 进一步地，所述步骤2)中的多孔骨架基体材料蒙脱土的预处理方式如下:将5-50g蒙脱土分散于SOOmL水中并置于75°C油浴中，再将2_20g表面活性剂溶于200mL水中配置成溶液并缓慢加入到蒙脱土分散液中，用盐酸溶液调节混合液pH=6.5，反应l-10h，过滤，用热水洗涤，置于烘箱中干燥，得到改性的蒙脱土基材。所述的表面活性剂包括:十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸铵、吐温20、吐温40、二辛基琥珀酸磺酸钠、月桂山梨坦其中一种或多种。 进一步地，所述步骤2)中的多孔骨架基体材料高领土的预处理方式如下:将20 g的高岭土在研钵中大力研磨成粉末并筛选，然后放置于100 °C的干燥箱中干燥1~2天。 进一步地，所述步骤3)中，与多孔骨架基体材料复合的相变芯材选取一种或多种无机盐相变芯材水溶液，或选取一种或多种有机相变芯材的醇溶液或烷烃液；或选取一种或多种无机盐相变芯材水溶液和一种或多种有机相变芯材的醇溶液或烷烃液。 本专利技术的优点在于:1)开发了一种简便的方法获得一系列相变温度呈梯队变化的多孔基复合相变材料；2)所制备的多孔基复合相变材料可以有效固载相变芯材，防止泄露、腐蚀等问题，节省了二次封装的费用；3)本专利技术提供的方法，工艺简单、反应条件温和、适合工业上规模化生产。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 相反，本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于宽温域余热回收的多孔基复合相变材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）相变芯材的预处理：将一种或多种无机盐相变芯材溶于水中，在磁力搅拌上以200‑1000的转速搅拌至完全溶解，配置成饱和水溶液待用；将一种或多种有机相变芯材溶于醇及烷烃中，获得醇溶液待用；2）多孔骨架基体材料预处理：选取γ‑Al2O3、层状水滑石、蒙脱土、高领土中的一种或几种作为多孔骨架基体材料；将选取的基体材料经过预处理得到可进行复合的载体材料；3）多孔基材与芯材的复合：将步骤1）中芯材的水溶液/醇溶液加入到步骤2）的载体中分散，加热至25‑100℃，搅拌1‑24h，利用毛细孔作用力、氢键作用力，将相变材料吸附于孔道内后，过滤出去溶液，得到复合相变材料，置于50‑120℃烘箱中干燥2‑24h，得到最终的用于宽温域余热回收的多孔基复合相变材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，齐悦，栾奕，杨穆，马倩倩，王静静，范爽，侯俊英，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。