[發明專利]具有流動性的水溶膠-水合鹽-多孔材料復合體系及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010065591.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN113136167B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 孫進賀;王明勇;景燕;賈永忠;謝紹雷;邵斐;張鵬瑞;張茜;黃超馳
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 李薇

1.具有流動性的水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料，其特征在于，包括水溶膠體系和分散于所述水溶膠體系內的水合鹽-多孔材料復合物；所述水溶膠體系與水合鹽-多孔材料復合物的質量比例為80:20~50:50，所述水合鹽-多孔材料復合物包括多孔材料和吸附于所述多孔材料的開放孔道內的水合鹽相變化合物，所述水溶膠體系包括水溶膠和分散于所述水溶膠中的沉淀劑，位于所述開放孔道的開放端的水合鹽相變化合物與沉淀劑反應形成不溶性沉淀，封堵所述開放端；

所述沉淀劑為碳酸鈉、硫酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化鋇、水玻璃、硅酸鈉或水溶性磷酸鹽中的一種或任意比例的混合物；

所述水合鹽相變化合物為水合氯化鎂、水合氯化鈣、八水氫氧化鋇、十水硫酸鈉、十二水碳酸鈉或六水硝酸鎂中的一種或任意比例的混合物；

所述多孔材料為多孔硅、膨脹石墨、膨脹蛭石、多孔碳或膨脹珍珠巖，所述多孔材料的粒度至少為200目；

所述沉淀劑與所述水合鹽-多孔材料復合物的質量比為（1~10）:（85~50）；

所述不溶性沉淀為碳酸鎂、氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、堿式氫氧化鎂、碳酸鈣、氫氧化鈣、堿式碳酸鈣或硫酸鋇；

所述水合鹽-多孔材料復合物采用以下方法中的一種或多種方式的組合制備：

A,加大多孔材料的用量，多孔材料的質量與水合鹽相變化合物的質量比為20~50：80~50；

B,超聲排出多孔材料孔道中的氣體以后，再行與熔化的水合鹽相變化合物混合；

C,對多孔材料抽真空后，再行引入熔化的水合鹽相變化合物；

D,含有水合鹽-多孔材料的密閉容器內，加熱熔化同時通氣加壓；

所述水溶膠體系中的水溶膠為無機溶膠或有機溶膠，其中：

所述無機溶膠為蒙脫土、膨潤土或硅溶膠中的一種或任意比例的混合物；

所述有機溶膠為聚丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧基纖維素、羧基纖維素鈉、瓊脂、聚糖、黃原膠、明膠、甲殼糖、纖維素醚、海藻酸鈉或聚氨酯中的一種或任意比例的混合物；

所述具有流動性的水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料通過以下方法制備：

水溶膠體系直接與水合鹽-多孔材料復合物混合；

所述混合為超聲混合、劇烈攪拌混合或加熱混合；

所述水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料的熔點為23~31℃，黏度為450-800mPa?s，相變焓為30~80J/g，25.0℃時導熱系數為0.65~4.0W·m^-1·K^-1，循環1000次后相變焓衰減0.3~1%。

2.如權利要求1所述的具有流動性的水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料，其特征在于，所述水合鹽相變化合物中還包括成核劑，所述成核劑的質量小于等于所述水合鹽相變化合物質量的5%。

3.如權利要求1所述的具有流動性的水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料，其特征在于，所述的水溶膠體系中還添加有傳熱強化劑和/或抗氧化劑，所述傳熱強化劑為金屬納米粉末、陶瓷納米粉末或石墨粉末中的一種或任意比例的混合物，所述傳熱強化劑的質量為所述水溶膠質量的0.5wt%~2wt%，所述抗氧化劑的質量為所述水溶膠質量的0.1 wt%~0.5wt%。

4.如權利要求1-3中任一項所述具有流動性的水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料作為相變流體的應用。

5.如權利要求1-3中任一項所述具有流動性的所述水溶膠-水合鹽-多孔材料復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

水溶膠體系直接與水合鹽-多孔材料復合物混合得到復合材料；

所述復合材料中包括水溶膠體系和分散于所述水溶膠體系內的水合鹽-多孔材料復合物，所述水溶膠體系與水合鹽-多孔材料復合物的質量比例為80:20~50:50；

所述混合為超聲混合、劇烈攪拌混合或加熱混合；

所述水合鹽-多孔材料復合物采用以下方法中的一種或多種方式的組合制備：

A,加大多孔材料的用量，多孔材料的質量與水合鹽相變化合物的質量比為20~50：80~50；

B,超聲排出多孔材料孔道中的氣體以后，再行與熔化的水合鹽相變化合物混合；

C,對多孔材料抽真空后，再行引入熔化的水合鹽相變化合物；

D,含有水合鹽-多孔材料的密閉容器內，加熱熔化同時通氣加壓。