【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废弃物资源化利用和新材料领域，具体涉及一种废石膏基微囊相变储能材料及其制备方法。
技术介绍
1、石膏可分为天然石膏和工业副产石膏两类，我国天然石膏矿产资源储量较为丰富，已探明的各类石膏保有储量约为70430mt，位居世界首位。目前为了保护环境及促进工业副产石膏回收利用，我国基本限制天然石膏矿开采。工业副产石膏是指工业生产中因化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的副产品或废渣，也称化学石膏或工业废石膏，主要组分为二水硫酸钙(caso4·2h2o)。工业副产石膏品质较差，含有重金属、有机类和无机类杂质，资源化利用困难，堆存占用大量土地且存在对水体、土壤污染的风险。工业副产石膏处理已成为困扰各行业发展的难题，对工业副产石膏资源化利用已成国内外研究的焦点。为了消纳大量的废石膏，较少堆存库存量，大部分研究学者进行了建材化、土壤化以及环境功能材料方面的研究，但是面对废石膏巨大的产生量和堆存量，加上市场限制，废石膏的处理量远远不能满足原始对存量和产生量，新的废石膏资源化利用途径有待提出。
2、由于废石膏的主要成分为硫酸钙成分，其具有多相变体功能，许多研究学废石膏的资源化利用结合到相变储能新材料领域。贵州理工学院提出了一种磷石膏基复合相变储能材料及其制备方法(专利号202111245742.7)，该磷石膏基复合相变储能材料利用导热多孔磷石膏材料作为支撑，膨胀石墨作为导热填料，其两者在一定比例下，通过结合微扰动技术与真空干燥复合制备导热多孔磷石膏封装相变储能材料，具有高的相变储能材料封装量和高的导热率，其中封装量可达83
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有废石膏制备相变储能材料的储能效果不佳、添加量低以及防水性能和机械性能差的问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术一方面提供一种废石膏基微囊相变储能材料的制备方法：将预处理后的废石膏和相变离子液体复配，在电化学和微气泡的协同作用下使相变离子液体以微囊的形式均匀分布于废石膏浆体中，然后进行成型养护，得到废石膏基微囊相变储能材料。
3、上述制备方法中，预处理后的废石膏和相变离子液体的质量比为1∶0.5～1。
4、进一步的是，上述废石膏为磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏、氟石膏中任意一种。
5、进一步的是，上述相变离子液体为[bmim][ntf2]-mea-环丁砜、[bmim][bf4]-mea-h2o、[tetah][lys]-乙醇-h2o、[detah][triz]-1-丙醇-h2o、[teta][br]-deea-h2o、[teta][br]-pmdeta-h2o、[teta][bf4]-pmdeta-h2o、[hmim][ntf2]-mea、[eohmim][ntf2]-mea、[cnmim][ntf2]-dea、[hmim][ntf2]-amp、[emim][tfo]-mea、[emim][bf4]-mea、[teta][bf4]-乙醇、[n1111][gly]-dmee、[detah][br]-peg200中至少一种。
6、上述制备方法中，所述废石膏的预处理方法为将废石膏纯化后再浆，具体包括如下步骤：
7、a.将废石膏和水按1g∶5～20ml的比例混合后，在温度、电化学和微气泡的协同作用下除杂，用聚醚砜滤膜、混合纤维素酯滤膜、聚偏二氟乙烯滤膜、聚四氟乙烯滤膜中的任意一种膜过滤后得到滤液；
8、b.滤液在3～6℃下静置结晶1～8h，结晶完全后固液分离，固体在70～95℃条件下烘干，得到纯化后的废石膏；
9、c.将纯化后的废石膏和水混合再浆，控制水胶比为0.4～0.8使混合物呈膏体状，得到预处理后的废石膏。
10、进一步的是，上述步骤a中，温度为25～75℃；电化学电压为0.5～36v，电极距离为5～20cm，电极材料为石墨、铂、钛、合金或钌铱钛中任意一种；微气泡气体为空气、co2、氮气中任意一种，微气泡出气口口径为0.5～5mm，气体流速为0.1～0.5m/s；协同作用时间为15～60min。
11、上述制备方法中，所述电化学的电压为15～36v，电极距离为15～25cm，电极材料为石墨、钌铱、钌铱钛中任意一种。
12、上述制备方法中，所述微气泡的出气口口径为0.5～5mm，气体流速为0.5～1m/s，微气泡气体为空气、co2、氮气中任意一种。
13、上述制备方法中，所述成型养护为采用10cm×30cm或30cm×30cm规格的模具成型，在模具中成型6～24h后进行脱模，脱模后的相变材料在一定条件下养护3～7d。
14、进一步的是，养护条件为自然养护、蒸压养护、标准养护中任意一种。
15、本专利技术另一方面提供一种废石膏基微囊相变储能材料，由上述废石膏基微囊相变储能材料的制备方法制备得到。
16、进一步的是，上述废石膏基微囊相变储能材料的抗压强度为46～65mpa、抗折强度为12～18mpa，防水系数0.86～0.92，导热率为0.512～0.612w/(m.k)，相变潜热为167.34～201.11j/g，相变温度为27.5～30.5℃。
17、本专利技术的有益效果是：废石膏具有微溶特性，其溶解度和水溶液的活度有关，水溶液的活度越高，废石膏溶解度越强，利用电化学条件可以提高溶液活度，增加废石膏的溶解效率，微气泡可以迅速实现均质，同时废石膏溶解后释放的杂质会在电化学作用下分别向两极移动，实现杂质的定向分离。反应后的饱和溶液通过膜过滤将难溶物质分离，滤液重新结晶生成纯度较高的石膏，该石膏具有一定的活性，可以进行水化反应，在一定的水胶比条件下，搅拌混匀成膏体，加入相变离子液体，采用电场协同微气泡进行处理，相变离子液体在电化学作用下解离成阳离子和阴离子分别在膏体中向两极迁移，加上微气泡的均质作用，促使解离后的相变离子液体单独存在于产生的微气泡中，并均匀分布于膏体中，形成相变储能材料。由于该材料的主体是硫酸钙，其具有多相变体功能，晶体相变的情况下，会导致相变离子液体的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：将预处理后的废石膏和相变离子液体复配，在电化学和微气泡的协同作用下使相变离子液体以微囊的形式均匀分布于废石膏浆体中，然后进行成型养护，得到废石膏基微囊相变储能材料。
2.根据权利要求1所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：预处理后的废石膏和相变离子液体的质量比为1∶0.5～1。
3.根据权利要求1或2所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述废石膏为磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏、氟石膏中任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述相变离子液体为[BMIM][NTf2]-MEA-环丁砜、[BMIM][BF4]-MEA-H2O、[TETAH][Lys]-乙醇-H2O、[DETAH][Triz]-1-丙醇-H2O、[TETA][Br]-DEEA-H2O、[TETA][Br]-PMDETA-H2O、[TETA][BF4]-PMDETA-H2O、[HMIM][NTf2]-MEA、[EOHMIM][NTf2]-MEA、[CnM
5.根据权利要求1所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：废石膏的预处理方法为将废石膏纯化后再浆，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，温度为25～75℃；电化学电压为0.5～36V，电极距离为5～20cm，电极材料为石墨、铂、钛、合金或钌铱钛中任意一种；微气泡气体为空气、CO2、氮气中任意一种，微气泡出气口口径为0.5～5mm，气体流速为0.1～0.5m/s；协同作用时间为15～60min。
7.根据权利要求1所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述电化学的电压为15～36V，电极距离为15～25cm，电极材料为石墨、钌铱、钌铱钛中任意一种；所述微气泡的出气口口径为0.5～5mm，气体流速为0.5～1m/s，微气泡气体为空气、CO2、氮气中任意一种。
8.根据权利要求1所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述成型养护为采用10cm×30cm或30cm×30cm规格的模具成型，在模具中成型6～24h后进行脱模，脱模后的相变材料在一定条件下养护3～7d；其中，养护条件为自然养护、蒸压养护、标准养护中任意一种。
9.废石膏基微囊相变储能材料，其特征在于：由权利要求1～8任一项所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述废石膏基微囊相变储能材料，其特征在于：抗压强度为46～65MPa、抗折强度为12～18MPa，防水系数0.86～0.92，导热率为0.512～0.612W/(m.K)，相变潜热为167.34～201.11J/g，相变温度为27.5～30.5℃。
...【技术特征摘要】
1.废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：将预处理后的废石膏和相变离子液体复配，在电化学和微气泡的协同作用下使相变离子液体以微囊的形式均匀分布于废石膏浆体中，然后进行成型养护，得到废石膏基微囊相变储能材料。
2.根据权利要求1所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：预处理后的废石膏和相变离子液体的质量比为1∶0.5～1。
3.根据权利要求1或2所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述废石膏为磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏、氟石膏中任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述相变离子液体为[bmim][ntf2]-mea-环丁砜、[bmim][bf4]-mea-h2o、[tetah][lys]-乙醇-h2o、[detah][triz]-1-丙醇-h2o、[teta][br]-deea-h2o、[teta][br]-pmdeta-h2o、[teta][bf4]-pmdeta-h2o、[hmim][ntf2]-mea、[eohmim][ntf2]-mea、[cnmim][ntf2]-dea、[hmim][ntf2]-amp、[emim][tfo]-mea、[emim][bf4]-mea、[teta][bf4]-乙醇、[n1111][gly]-dmee、[detah][br]-peg200中至少一种。
5.根据权利要求1所述的废石膏基微囊相变储能材料的制备方法，其特征在于：废石膏的预处理方法为将废石膏纯化后再浆，具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴丰辉，陈丹丹，牛强，朱学军，何亚芳，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：
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。