本发明专利技术实施例涉及相变材料领域，具体涉及一种磁性高石墨化碳基光热复合相变材料及其应用。包括磁性高石墨化多孔碳和吸附在磁性高石墨化多孔碳表面和/或孔道内的相变材料，磁性高石墨化多孔碳为金属有机框架经高温碳化获得的高度均匀弥散分布有磁性粒子的碳材料，磁性粒子选自铁、镍、和钴磁性粒子的一种或几种，磁性粒子占磁性高石墨化多孔碳总重量的20％～50％。本发明专利技术以磁性石墨化碳为基材封装相变材料，磁性石墨化碳的石墨化程度高，超高分散的磁性粒子可通过表面等离子体共振(SPR)效应，进一步提升复合相变材料的光热转换能力，还可作为导热节点以及异质形核位点，提升材料热传导和调节相变材料在三维碳载体结构中的结晶能力。中的结晶能力。
【技术实现步骤摘要】
一种磁性高石墨化碳基光热复合相变材料及其应用
[0001]本专利技术涉及相变材料领域，具体涉及一种磁性高石墨化碳基光热复合相变材料及其应用。
技术介绍
[0002]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]随着低碳工业的发展和化石燃料资源的减少，太阳能作为一种环境友好型能源越来越受到人们的关注。基于有机相变材料的潜热储能系统(TES)具有大储能容量、接近恒定的相变温度和可逆的充放电过程，在太阳能热储存中展示巨大潜力。然而，有机相变材料吸光性差，热导率低，易泄露等缺点限制了其广泛的应用。
[0004]多孔碳材料作为相变材料的载体受到广泛关注。例如，专利CN104710965A公开了一种多级孔道碳基复合相变材料的制备方法。专利CN112391149A公开了一种碳化木基复合相变储能材料的制备方法。虽然这些制备方法可在一定程度上调节多孔材料结构，解决相变材料的的泄露问题，但忽略了金属材料本身的功能及其对碳结构的调节作用和增强作用，且所用碳材料功能单一，制备方法较为繁琐，限制了其应用。
技术实现思路
[0005]专利技术目的
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种磁性高石墨化碳基光热复合相变材料及其应用，本专利技术的复合相变材料以磁性石墨化碳为基材封装相变材料，磁性石墨化碳的石墨化程度高，超高分散的磁性粒子可通过表面等离子体共振(SPR)效应，进一步提升复合相变材料的光热转换能力，还可作为导热节点以及异质形核位点，提升材料热传导和调节相变材料在3D载体结构中的结晶能力，为复合相变材料的多维度应用拓宽了道路。
[0007]解决方案
[0008]为实现本专利技术目的，本专利技术实施例提供了一种磁性高石墨化碳基光热复合相变材料，包括磁性高石墨化多孔碳和吸附在磁性高石墨化多孔碳表面和/或孔道内的相变材料，所述磁性高石墨化多孔碳为金属有机框架经高温碳化获得的高度均匀弥散分布有磁性粒子的碳材料，所述磁性粒子选自铁、镍、和钴磁性粒子的一种或几种，所述磁性粒子占磁性高石墨化多孔碳总重量的20％～50％。
[0009]进一步地，所述光热复合相变材料中，所述磁性高石墨化多孔碳和相变材料的质量比为3:7～5:5，可选地为3:7～4:6，优选地为4:6。
[0010]进一步地，所述磁性粒子占磁性高石墨化多孔碳总重量的24％
‑
50％，可选地为30％～46％可选地为34％～46％；可选地为40％～46％。
[0011]进一步地，所述磁性高石墨化多孔碳中的I
D
/I
G
≤1，可选地I
D
/I
G
≤0.95，可选地I
D
/I
G
≤0.9，优选地I
D
/I
G
≤0.85。
[0012]进一步地，所述磁性粒子选自铁单质、镍单质、和钴单质磁性粒子的一种或几种。
[0013]进一步地，所述磁性粒子在碳材料中高度均匀分布。
[0014]进一步地，所述相变材料为固
‑
液相变材料，可选地选自多元醇类相变材料、烷烃类相变材料、脂肪醇类相变材料和脂肪酸类相变材料中的一种或几种；
[0015]可选地，所述多元醇类相变材料选自聚乙二醇、季戊四醇中的一种或几种；
[0016]可选地，所述脂肪醇类相变材料选自十二醇，十四醇，十六醇，十八醇中的一种或几种；
[0017]可选地，所述烷烃类相变材料选自十四烷，十六烷，十八烷，二十烷，二十八烷中的一种或几种；
[0018]可选地，所述脂肪酸类相变材料选自十二酸，十四酸，十六酸，十八酸中的一种或几种。
[0019]进一步地，所述金属有机框架为金属乙酸盐和有机配体反应获得；可选地，所述金属乙酸盐选自乙酸铁及其水合盐、乙酸镍及其水合盐、乙酸钴及其水合盐中的一种或几种。
[0020]进一步地，所述有机配体和金属乙酸盐的摩尔比为3:1～3，可选地为3:2～5，可选地为3:2～4，可选地为3:3～4，优选地为3:3。
[0021]进一步地，所述金属有机框架的制备方法为：将水合金属乙酸盐和有机配体溶于溶剂，搅拌，收集沉淀，洗涤，干燥，制得金属有机框架；可选地，搅拌时间6～12h。
[0022]进一步地，溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。
[0023]进一步地，有机配体为对苯二甲酸。
[0024]进一步地，所述光热复合相变材料的复合过程包括如下步骤：将磁性高石墨化多孔碳和相变材料加入溶剂中，超声，干燥，制得复合相变材料。
[0025]进一步地，超声时间为10～30min。
[0026]进一步地，烘干温度为60～80℃，烘干时间为2
‑
24h，可选地，烘干时间6～24h。
[0027]进一步地，所述高温碳化的条件为：惰性气体氛围下，以2
‑
8℃/min的升温速率升至碳化温度；保持碳化温度1～6h，冷却，获得碳材料。
[0028]进一步优选地，升温速率为5℃/min。
[0029]进一步地，碳化温度为800
‑
1000℃；优选地碳化温度为1000℃。
[0030]进一步地，碳化温度保持时间2～4h，优选地为3h。
[0031]进一步地，惰性气体为氮气或氩气，优选地为氮气。
[0032]另一方面，提供一种所述的磁性高石墨化碳基光热复合相变材料的应用，用于作为光热转换材料，可选地用于太阳能储热领域中。
[0033]有益效果
[0034](1)本专利技术的复合相变材料以磁性石墨化碳为基材封装相变材料，磁性石墨化碳的石墨化程度高，超高分散的磁性粒子可通过表面等离子体共振(SPR)效应，进一步提升复合相变材料的光热转换能力，还可作为导热节点以及异质形核位点，提升材料热传导和调节相变材料在3D载体结构中的结晶能力，为复合相变材料的多维度应用拓宽了道路。
[0035](2)本专利技术的磁性石墨化碳通过直接煅烧磁性金属有机框架获得，原位衍生出具有高度分散的磁性颗粒的、高石墨化3D碳结构。具有优异光吸收能力的高石墨化碳作为光子捕获剂，与分散均匀的磁性金属离子作为纳米加热器，协同增强复合相变材料的稳定性
和光热转换能力，制得的复合相变材料潜热高，稳定性强，光热转换能力优良，可满足不同场景的需求，为复合相变材料的设计构筑提供新的思路。
[0036](3)本专利技术的金属有机框架在煅烧过程中，磁性金属粒子(铁/钴/镍)可在金属有机框架晶格中原位还原成单质形态，并进一步催化碳的石墨化，均匀分布的磁性石墨化碳粉末；以熔融焓值比较高的十八醇为相变材料，磁性石墨化碳粉末为载体，通过孔的毛细作用，将相变材料载于3D石墨化碳中进行复合，得到磁性石墨化碳基复合相变材料，制得的复合相变材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁性高石墨化碳基光热复合相变材料，其特征在于，包括磁性高石墨化多孔碳和吸附在磁性高石墨化多孔碳表面和/或孔道内的相变材料，所述磁性高石墨化多孔碳为金属有机框架经高温碳化获得的高度均匀弥散分布有磁性粒子的碳材料，所述磁性粒子选自铁、镍、和钴磁性粒子的一种或几种，所述磁性粒子占磁性高石墨化多孔碳总重量的20％～50％。2.根据权利要求1所述的磁性高石墨化碳基光热复合相变材料，其特征在于，所述光热复合相变材料中，所述磁性高石墨化多孔碳和相变材料的质量比为3:7～5:5，可选地为3:7～5:5，优选地为4:6；和/或，所述磁性粒子占磁性高石墨化多孔碳总重量的24％
‑
50％，可选地为30％～46％可选地为34％～46％；可选地为40％～46％；和/或，所述磁性粒子在碳材料中高度均匀分布。3.根据权利要求1或2所述的磁性高石墨化碳基光热复合相变材料，其特征在于，所述磁性高石墨化多孔碳中的I
D
/I
G
≤1，可选地I
D
/I
G
≤0.95，可选地I
D
/I
G
≤0.9，优选地I
D
/I
G
≤0.85；和/或，所述磁性粒子选自铁单质、镍单质、和钴单质磁性粒子的一种或几种。4.根据权利要求1至3任一所述的磁性高石墨化碳基光热复合相变材料，其特征在于，所述相变材料为固
‑
液相变材料，可选地选自多元醇类相变材料、烷烃类相变材料、脂肪醇类相变材料和脂肪酸类相变材料中的一种或几种；可选地，所述多元醇类相变材料选自聚乙二醇、季戊四醇中的一种或几种；可选地，所述脂肪醇类相变材料选自十二醇，十四醇，十六醇，十八醇中的一种或几种；可选地，所述烷烃类相变材料选自十四烷，十六烷，十八烷，二十烷，二十八烷中的一种或几种；可选地，所述脂肪酸类相变材料选自十二酸，十...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：苏州阿德旺斯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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