[發(fā)明專利]一種具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠、制備方法及熱管理方法

在審

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• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111333868A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 劉抗;胡雪蛟;蒲詩睿;廖雨田;傅佳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L33/26;C08K3/16;C08K3/28;C08F220/56;C08F222/38;C08F2/50;H05K7/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠，其特征在于：其為具三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠、一定濃度吸濕鹽和化學熱電材料混合溶液組成的復合水凝膠。

2.如權(quán)利要求1所述的復合水凝膠，其特征在于：所述具三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠為聚丙烯酰胺水凝膠、聚丙烯酸鈉水凝膠、海藻酸鈉水凝膠和聚乙烯醇水凝膠中的任意一種或幾種組合。

3.如權(quán)利要求1所述的復合水凝膠，其特征在于：所述吸濕性鹽為溴化鋰、氯化鋰或氯化鈣鹽，吸濕性鹽的摩爾濃度0-17.3mol/L。

4.如權(quán)利要求1所述的復合水凝膠，其特征在于：所述化學熱電材料為鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀或鐵氰化鉀/亞鐵氰化銨，化學熱電材料的摩爾濃度0-0.4mol/L。

5.一種具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、制備三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水凝膠；

步驟2、將步驟1制備的水凝膠加熱烘干，直至完全干燥；

步驟3、將干燥后的水凝膠浸泡于吸濕性鹽和化學熱電材料組成的混合溶液中；

步驟4、直至水凝膠完全溶脹后，取出，即為具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠。

6.如權(quán)利要求5所述的具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠制備方法，其特征在于：所述吸濕性鹽為溴化鋰、氯化鋰或氯化鈣鹽，吸濕性鹽的摩爾濃度0-17.3mol/L。

7.如權(quán)利要求5所述的具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠制備方法，所述化學熱電材料為鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀或鐵氰化鉀/亞鐵氰化銨，化學熱電材料的摩爾濃度0-0.4mol/L。

8.如權(quán)利要求5所述的具有同步蒸發(fā)散熱和余熱回收能力的復合水凝膠制備方法，其特征在于：所述步驟1中的水凝膠為聚丙烯酰胺水凝膠，聚丙烯酰胺水凝膠制備方法如下：

步驟1.1、以丙烯酰胺為單體，以N,N'-二甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮為紫外引發(fā)劑制備混合溶液；

步驟1.2、將步驟1.1所得混合溶液倒入模具中；

步驟1.3、使用紫外燈在氮氣氛圍下固化6-10小時，得到聚丙烯酰胺水凝膠。

9.一種利用權(quán)利要求1-5任意一項所述的復合水凝膠的熱管理-余熱回收方法，其特征在于：將該水凝膠置于熱源表面，當熱源表面溫度升高時，該水凝膠內(nèi)部的水分逐漸蒸發(fā)，降低熱源的表面溫度，并通過化學熱電轉(zhuǎn)換將一部分熱量轉(zhuǎn)換為電能輸出；當熱源表面溫度降低后，該水凝膠又可自發(fā)吸收周圍空氣中的水分，使得該水凝膠再生，自動循環(huán)工作，完成熱源表面降溫和余熱再利用，此后自動再生。

10.如權(quán)利要求9所述的熱管理-余熱回收方法，其特征在于：所述熱源為太陽能電池板、房屋、汽車、芯片、電池或集成電路。