[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)合石蠟相變材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810750400.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108997979B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇;薛飛;祁曉東;楊靜暉;張楠;黃婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09K5/06
• 分類(lèi)號(hào): C09K5/06
• 代理公司: 成都超凡明遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51258
• 代理人: 張紅平

一種復(fù)合石蠟相變材料及其制備方法，制備復(fù)合石蠟相變材料的方法包括：將氧化石墨分散液與石墨納米片混合超聲分散形成分散液；其中，氧化石墨與石墨納米片的質(zhì)量比為1:1～20。將還原劑與分散液混合后加入到三聚氰胺泡沫中，其中，還原劑與氧化石墨的質(zhì)量比為1?5:1；擠壓三聚氰胺泡沫以使三聚氰胺泡沫吸收分散液；將吸收分散液的三聚氰胺泡沫在70?200℃的條件下反應(yīng)得到水凝膠。將水凝膠透析后凍干得到氣凝膠，在惰性氣體的保護(hù)下將氣凝膠在500?3000℃的條件下碳化得到碳化物。將碳化物在60?100℃及真空條件下浸漬在液態(tài)石蠟中。該方法簡(jiǎn)單，能制備得到導(dǎo)熱性能好且儲(chǔ)能密度較高的的復(fù)合石蠟相變材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合相變材料領(lǐng)域，且特別涉及一種復(fù)合石蠟相變材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著人口的增長(zhǎng)和工業(yè)的發(fā)展，化石燃料的消耗越來(lái)越多。由于化石燃料是一種不可再生資源，并且在其使用過(guò)程中產(chǎn)生大量的污染物，由此引發(fā)的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。如何減少化石燃料的使用，就成為了解決能源和由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵。而相變材料可以作為儲(chǔ)能材料應(yīng)用于建筑、交通、制造業(yè)等領(lǐng)域，可以吸收工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢熱，或?qū)崿F(xiàn)熱能供應(yīng)或需求的熱管理，從而調(diào)節(jié)其間的不匹配，進(jìn)而緩解環(huán)境和能源問(wèn)題。并且，其在軍事、航空航天等領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。

其中，有機(jī)相變材料作為一種性能優(yōu)異的材料，具有儲(chǔ)能密度大等優(yōu)點(diǎn)，在低溫儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。為了解決其導(dǎo)熱性能差的缺點(diǎn)，往往將導(dǎo)熱填料引入其中，例如：金屬填料、陶瓷填料或碳基填料。碳基填料以其熱導(dǎo)率高、密度低等優(yōu)異的性能而受到了廣泛地關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備復(fù)合石蠟相變材料的方法，該方法簡(jiǎn)單，能制備得到導(dǎo)熱性能好且儲(chǔ)能密度較高的的復(fù)合石蠟相變材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合石蠟相變材料，其具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有較高的導(dǎo)熱性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種制備復(fù)合石蠟相變材料的方法，包括：

將質(zhì)量濃度為0.1～10mg/mL的氧化石墨分散液與石墨納米片混合超聲分散形成分散液；其中，氧化石墨與石墨納米片的質(zhì)量比為1:1～20；

將還原劑與分散液混合后加入到三聚氰胺泡沫中，其中，還原劑與氧化石墨的質(zhì)量比為1-5:1；擠壓三聚氰胺泡沫以使三聚氰胺泡沫吸收分散液；將吸收分散液的三聚氰胺泡沫在70-200℃的條件下反應(yīng)得到水凝膠；

將水凝膠透析后凍干得到氣凝膠，在惰性氣體的保護(hù)下將氣凝膠在500-3000℃的條件下碳化得到碳化物；

將碳化物在60-100℃及真空條件下浸漬在液態(tài)石蠟中。

一種復(fù)合石蠟相變材料，其由上述的制備復(fù)合石蠟相變材料的方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

氧化石墨的雙親性將石墨納米片較好地分散在溶液中。氧化石墨在還原劑和70-140℃的條件下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成部分還原的氧化石墨，并同時(shí)與石墨納米片一起復(fù)合生成水凝膠，結(jié)合在三聚氰胺泡沫作骨架上。

將水凝膠透析后凍干得到氣凝膠，在惰性氣體的保護(hù)下，氣凝膠中的部分三聚氰胺泡沫在500-3000℃的溫度下碳化得到碳化物，部分還原的氧化石墨進(jìn)一步還原，石墨納米片和進(jìn)一步還原的部分還原氧化石墨及三聚氰胺碳化物一起形成三維骨架，從而實(shí)現(xiàn)了GNPs碳化物三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的搭接。避免了起主要導(dǎo)熱效果的GNPs碳化物團(tuán)聚，從而添加少量的碳化物即可使得復(fù)合石蠟相變材料具有較高的導(dǎo)熱性能，且能實(shí)現(xiàn)較高的儲(chǔ)能密度。

附圖說(shuō)明