[發明專利]一種用于儲熱的載銀二氧化硅納米片及其制備方法

有效

• 申請號: 201610814598.7
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106398652B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 楊華明;燕昭利;劉松陽
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種用于儲熱的載銀二氧化硅納米片及其制備方法，首先以片狀高嶺石為原料制備多孔二氧化硅納米片，然后作為載體，利用Sn²⁺輔助原位還原Ag⁺法，負載銀納米顆粒，得到載銀二氧化硅納米片。本發明可實現天然高嶺石礦物的高附加值利用；制備方法及操作簡單，反應條件溫和；負載的銀納米顆粒高分散低團聚，且銀的質量百分含量可根據需要進行控制。所制備載銀二氧化硅納米片可顯著提高復合相變儲熱材料的導熱性能；其二維片狀形貌，高比表面積和分級多孔結構能夠有效提高有機相變材料的吸附量和定型效果，表現出較高的儲熱容量和穩定性。

技術領域

本發明屬于復合相變儲熱材料領域，具體涉及一種用于儲熱的載銀二氧化硅納米片及其制備方法。

背景技術

高嶺石是一種典型的1∶1型層狀硅酸鹽礦物，化學組成為Al₂Si₂O₅(OH)₄。我國高嶺石儲量豐富，作為一種重要的非金屬礦物資源，在工業技術、環境科學、地質學、醫學、農業科學等領域都發揮著重要的作用，但附加值普遍較低。

高嶺石的晶體結構單元層是由硅氧四面體和鋁氧八面體通過橋氧相連組成，層狀結構則是由這種單元層的鋁氧八面體羥基層和硅氧四面體氧原子層之間的氫鍵相連而成。利用天然高嶺石這種獨特的層片狀結構，通過簡單的物理化學方法進行結構改型，得到的多孔二氧化硅納米片，具有更大的比表面積、更豐富的孔隙結構和更高的表面活性。銀納米顆粒具有很好的導熱性，是萬物中導熱最好的物質之一，能更快、更均勻地分散和傳遞熱量。高嶺石制備載銀二氧化硅納米片能實現天然高嶺石礦物的高附加值資源化利用，得到一種具有較高導熱性能和儲熱容量的復合相變儲熱材料。

發明內容

本發明采用一種簡便的方法，以天然片狀高嶺石為原料，制備出具有分級多孔結構、高比表面積和孔容的載銀二氧化硅納米片(Ag/SNSs)。該基體材料可顯著提高復合相變儲熱材料的導熱性能，并且其二維片狀形貌，高比表面積和分級多孔結構能夠有效提高相變材料的吸附量和定型效果，表現出較高的儲熱容量和穩定性。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種載銀二氧化硅納米片的組份包括二氧化硅納米片(SNSs)和銀納米顆粒，具有微孔-介孔-大孔分級孔結構，平均孔徑為7nm，比表面積為226m²/g。

一種用于儲熱的載銀二氧化硅納米片及其制備方法，其具體制備步驟為：

步驟一、將高嶺石置于650-700℃的溫度下煅燒5-7小時，得到煅燒高嶺石，備用；配制濃度為1-2mol/L的鹽酸水溶液，備用；

步驟二、按照固液比為1∶30～1∶50(g∶mL)的比例取步驟一所得煅燒高嶺石和鹽酸水溶液混合，在80-90℃下磁力攪拌6-10小時后得到混濁液，將其冷卻至室溫后進行抽濾，對抽濾所得固體產物進行多次洗滌后，80-110℃的溫度下烘干8-12小時，得到二氧化硅納米片(SNSs)；

步驟三、按照質量比1∶100取上述步驟二所制備的二氧化硅納米片和水混合，超聲處理15-30分鐘，使其分散均勻，得到二氧化硅納米片水溶液；配制濃度為0.015-0.025mol/L的氯化亞錫水溶液，備用；

所述氯化亞錫水溶液的配制方法為：根據所需配制的濃度，取一定質量的二水氯化亞錫(SnCl₂·2H₂O)和一定體積的0.01mol/L的鹽酸水溶液，在磁力攪拌下充分溶解，即得到一定濃度的氯化亞錫水溶液。

步驟四、按照體積比2∶1的比例取上述步驟三所得二氧化硅納米片水溶液和氯化亞錫水溶液混合，在常溫下磁力攪拌6-8小時后進行抽濾，對抽濾所得固體產物進行多次洗滌后，50-70℃的溫度下烘干6-10小時，得到錫改性二氧化硅納米片(Sn²⁺/SNSs)；