【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料和能源再生利用领域，尤其涉及一种利用生物质材料与相变材料制备复合相变储能材料的方法。
技术介绍
1、利用新材料、新技术提高农村住房建设质量，改善乡村室内热环境，降低建筑能耗迫在眉睫。相变材料作为一种极具潜力的热储能技术，在未来的建筑工业中得到越来越广泛的应用。相变围护结构具有改善墙体热工性能和提高室内热舒适性的作用。
2、相变材料是指特定的温度下通过能够相态转变(如从固态到液态或从液态到气态)来吸收或释放大量的潜热，从而在调节温度、热能存储与供能方面具有显著的应用优势。转变物理性质的过程称为相变过程,这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。由于具有相变蓄热的特性，目前相变材料广泛应用于航空、建筑、制冷、通讯、电力等行业。
3、然而，相变材料从固态转变为液态时，可能会有一部分材料以液态形式逸出，即发生所谓的“泄漏”现象。这在有机相变材料中尤其常见，因为它们在熔化时体积会膨胀，如果封装不当，就可能导致材料泄漏。泄露不仅会导致材料量的减少，影响储能效率，还可能因为材料的外溢而对环境造成污染或对设备造成损害。为了避免泄露问题，可以通过封装技术将相变材料限制在一定的空间内，或者使用多孔支撑材料负载吸附，从而减少或避免泄露的发生。
4、将相变材料负载到适宜的多孔支撑材料来制备复合相变材料，可以强化储放热过程的传热效率，并能有效解决相变材料在固-液相转变时液相的泄漏和腐蚀问题，是相变储能材料研究热点。
5、复合相变材料的支撑材料大多来源于石油衍生物，存在制备过程复杂、成本高、污染
6、生物质材料是以生物质废弃物为原料的块状物，目前对生物质废弃物的处理一般用作填埋堆肥，焚烧等领域，利用效率低，大量露天堆积的生物质材料还会污染环境。如何有效解决相变材料的缺陷以及和生物质材料目前容易造成资源浪费和环境污染的问题成为技术人员需要攻克的难题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，第一方面，本专利技术提供了一种利用生物质材料和相变材料制备的高导热效率的生物质复合相变储能材料；第二方面，本专利技术提供了一种利用生物质材料和相变材料制备高导热的生物质复合相变储能材料的方法，该方法能减少农业生物废物同时实现资源回收再利用。
2、本专利技术采用的技术方案具体如下：
3、一种生物质复合相变储能材料，包括相变材料和生物质载体基质，相变材料吸附于生物质载体基质的孔隙内，生物质载体基质为生物质材料经过酸浸处理、高温煅烧后得到的生物质多孔材料。
4、进一步的，所述生物质材料选用农业的废弃生物质材料，优选所述生物质材料为稻壳、秸秆、木质素、甲壳素中的一种或多种的混合。
5、所述相变材料包括辛酸、葵酸、月桂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、肉豆蔻醇、棕榈醇、硬脂醇、十八烷、石蜡中的一种或多种的混合。
6、更进一步的，相变材料与生物质载体基质的的质量比为1：0.1～2，优选1：0.1～1。
7、所述生物质复合相变储能材料还可以包括环氧树脂，所述环氧树脂包裹在吸附有相变材料的生物质载体基质表面。
8、再进一步的，相变材料、生物质载体基质、环氧树脂的质量比为1：0.1～1：0.1～1。
9、本专利技术还提供所述生物质复合相变储能材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
10、1)生物质材料依次进行酸浸处理、高温煅烧、破碎得到生物质粉末；
11、2)以生物质粉末作为载体，采用真空浸渍法负载相变材料，然后表面包裹环氧树脂，制得所述生物质复合相变储能材料。
12、进一步，步骤1)中，破碎后的粉末过10目筛，得到生物质粉末。
13、进一步的，步骤1)中，生物质材料的酸浸处理的步骤为：生物质材料在酸性溶液中浸渍1～24h(优选1～5h)，酸性溶液的浓度为0.1～1.3mol/l(优选0.2～0.5mol/l)，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、硝酸、柠檬酸、醋酸或者碳酸，优选柠檬酸。
14、柠檬酸是有机酸，有机酸通常具有较弱的酸性，能与金属离子形成稳定的螯合物，这有助于从稻壳中去除金属杂质。相对于无机酸更为环保。柠檬酸与金属离子反应后的酸性有机混合溶液易于被低能耗的厌氧微生物处理技术降解，符合绿色化学的要求。柠檬酸分子结构中的羟基和羧基官能团能与稻壳内金属离子发生螯合反应，形成稳定的液态多元环状金属螯合物，从而有效地去除金属元素。
15、优选的，所述浸渍的温度为40～60℃，更优选50℃。
16、更优选的，浸渍后过滤、清洗，所得固体产物干燥，得到酸浸处理的生物质材料；
17、所述生物质材料、酸性溶液的质量比优选1：10～50。
18、干燥一般在90～95℃温度下干燥10～15h。
19、酸浸处理的生物质材料进行高温煅烧，所述高温煅烧的步骤优选为以下之一：
20、(a)空气环境中，在500～700℃(优选650～680℃)温度下煅烧2～3h；
21、(b)惰性气体环境下，400～450℃温度下煅烧1～2h，进一步加热到600～900℃(优选800～850℃)温度下煅烧1～3h。
22、所述惰性气体为氩气、氮气、氦气或氪气，优选氮气。
23、步骤(a)在空气环境下煅烧，制得二氧化硅基粉末，记为稻壳基硅rhs。
24、步骤(b)在惰性气体环境下煅烧，制得高温碳化稻壳炭，可记为rhc。
25、所述步骤2)中，所述真空浸渍法的步骤为：
26、以生物质粉末作为载体，抽真空除去空气，然后加入加热融化后的相变材料，保持温度在50～70℃，搅拌混合均匀，在真空环境下，将相变材料吸附填充于载体基质的孔隙内，得到复合相变储能材料；
27、所述抽真空除去空气，一般可在50～100kpa的绝对气压下保持2h。
28、所述真空环境优选绝对气压为0～0.1mpa，优选0.05～0.09mpa，温度保持50～70℃。
29、吸附时间优选6～8h。
30、更进一步，所述真空浸渍法优选按以下步骤操作：在真空环境下，将相变材料吸附填充于载体基质的孔隙内，可按以下步骤操作：
31、以生物质粉末作为载体，抽真空除去空气，然后加入加热融化后的相变材料，保持温度在50～70℃(优选60～70℃)，搅拌混合均匀，通入空气直至达到大气压力，充分搅拌混合均匀后，再抽真空达到0.05～0.09mpa，保持温度在50～70℃(优选60～70℃)，真空吸附6～8h，通入空气至常压，搅拌混匀，得到复合相变储能材料。
32、将复合相变储能材料表面包裹环氧树脂，一般是继续保温60～65℃，加入环氧树脂，混匀后冷却，制得生物质复合相变储能材料。
33、更进一步的，步骤2)中，相变材料、生物质粉末的质量比为1：0.5～2。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述生物质复合相变储能材料包括相变材料和生物质载体基质，所述相变材料吸附于所述生物质载体基质的孔隙内，且所述生物质载体基质为生物质材料经过酸浸处理、高温煅烧后得到的生物质多孔材料。
2.如权利要求1所述的生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述生物质材料为稻壳、秸秆、木质素、甲壳素中的一种或多种的混合；
3.如权利要求1所述的生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述生物质复合相变储能材料还包括环氧树脂，所述环氧树脂包裹在吸附有相变材料的生物质载体基质表面。
4.如权利要求3所述的生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述相变材料、所述生物质载体基质、所述环氧树脂的质量比为1：0.1～1：0.1～1。
5.如权利要求3或4所述的生物质复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中，生物质材料的酸浸处理的步骤为：
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述高温煅烧的步骤为以下之一：
<...【技术特征摘要】
1.一种生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述生物质复合相变储能材料包括相变材料和生物质载体基质，所述相变材料吸附于所述生物质载体基质的孔隙内，且所述生物质载体基质为生物质材料经过酸浸处理、高温煅烧后得到的生物质多孔材料。
2.如权利要求1所述的生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述生物质材料为稻壳、秸秆、木质素、甲壳素中的一种或多种的混合；
3.如权利要求1所述的生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述生物质复合相变储能材料还包括环氧树脂，所述环氧树脂包裹在吸附有相变材料的生物质载体基质表面。
4.如权利要求3所述的生物质复合相变储能材料，其特征在于，所述相变材料、所述生物质载体基质、所述环氧树脂的质量比为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李超恩，孙志伟，刘铁，金超，吴佳育，温小栋，蔡伟，冯蕾，邵璟璟，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：
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