[發明專利]一種高儲熱能多孔碳基水合無機鹽復合相變材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810722827.1
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108690564A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 項東;范小紅;王詩涵;孫齊磊
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 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

本發明公開了一種高儲熱能多孔碳基水合無機鹽復合相變材料的制備方法，其中制備方法如下：首先制備經過活化處理的生物質基多孔碳，按比例稱取水合無機鹽相變材料、生物質基多孔碳和封孔劑；然后將水合無機鹽相變材料制成飽和溶液，加入生物質基多孔碳浸漬、真空加壓、吸附；最后加入封孔劑攪拌、風干、研碎，獲得水合無機鹽多孔碳復合相變材料。本發明方法制備的復合相變材料不易液漏、無相分離、過冷度小、相變焓高、無毒無腐蝕，并且具有熱穩定性好、耐久性好、制備成本低廉等優點，在建筑、儲能材料等領域有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明涉及相變儲熱材料技術領域，更具體地說是涉及一種高儲熱能多孔碳基水合無機鹽復合相變材料的制備方法。

背景技術

相變材料因具有合適的相變溫度、較大的相變潛熱、較快的相變速度、良好的導熱性和可逆性等特點，在能量存儲與利用方面具有廣泛的應用前景。相變材料是潛熱儲熱技術的核心，可分為有機相變材料和無機相變材料。目前對相變材料的研究大多集中于有機相變材料，但有機相變材料較高的原料價格限制了它的推廣應用。

無機相變材料尤其是水合無機鹽相變材料具有價格便宜、體積儲熱密度大、溶解熱大、導熱系數大、安全系數高等優點，并且無機相變材料的相變溫度與室溫接近，在建筑材料的潛熱儲熱、衣物的保溫等領域有廣泛應用。但是水合無機鹽相變材料在相變過程中過冷度大、容易相分離，并且存在液體的流動性和腐蝕性等問題，使其在應用過程中的相變儲能性、耐久性、經濟效益降低。

為解決水合無機鹽相變材料在制備過程中出現的過冷、析晶等問題，通常需要加入成核劑及防相分離劑。相變過程中，當物質冷卻到凝固點時不結晶，當冷卻到凝固點以下溫度才開始結晶的現象稱為過冷。過冷現象是由于結晶水合無機鹽的成核性能較差，解決過冷現象的辦法是添加成核劑或采用“冷指”法，“冷指”法即保持部分固態相變材料不融化，使之成為成核劑。析晶是一種當結晶水合無機鹽加熱到熔點以上溫度時，產生的鹽不能完全溶解于水而沉淀于容器底部的現象。析晶會使結晶水合無機鹽在加熱—冷卻過程中發生相分離，降低相變材料的蓄熱能力。

采用多孔材料吸附無機水合鹽相變材料日益成為本領域研究的熱點，前人展開了卓有成效的工作，如利用多孔混凝土吸附Na₂SO₄·10H₂O制備建筑相變材料等。但實驗發現為解決水合無機鹽相變材料的過冷度大、相分離和熱穩定性差的問題，加入其它物質會降低相變材料的相變焓，并且傳統的多孔材料吸附難以解決相變材料的耐久性問題。

因此，結合上述問題，生產制備出一種高儲熱能多孔碳基水合無機鹽復合相變材料是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種高儲熱能多孔碳基水合無機鹽復合相變材料的制備方法，該制備方法能改善傳統水合無機鹽相變材料相分離、易過冷、相變焓低、耐久性差等缺陷。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下。

一種水合無機鹽多孔碳復合相變材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將生物質基多孔碳放入硝酸溶液中，進行活化處理，攪拌后清洗、干燥；

（2）按比例稱取水合無機鹽相變材料、封孔劑和步驟（1）得到的生物質基多孔碳，備用；

（3）將步驟（2）中的水合無機鹽相變材料加入水中，制成飽和溶液；

（4）向飽和溶液中加入步驟（2）中的生物質基多孔碳，攪拌均勻后，在真空條件下浸漬，控溫45~60 ℃，加壓吸附；

（5）取步驟（4）所得產物，加入封孔劑攪拌5~7 h，風干、研碎，獲得水合無機鹽多孔碳復合相變材料。

經由上述技術方案可知，與現有技術相比，本發明的有益效果如下：