[發明專利]一種天然環保定形相變材料的制備及應用

在審

• 申請號: 202010771331.0
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN114058335A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 史全;柴思瑀
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開了一種天然環保定形相變材料的制備方法。該方法選取環保相變材料，酸處理后的蠶繭為支撐載體，通過真空浸漬法合成材料。本方法合成的天然環保定形相變材料，可以防止糖醇相變時的泄露而且原材料天然環保，有許多環保相變材料的焓值都較高，因此該材料會有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種定形相變材料的制備方法，特別是涉及一種天然環保定形相變材料的制備方法。

背景技術

相變材料是一種新型能源材料，是當前新能源的研究熱點。其中有多種環保且相變焓值也很高的材料，更是有廣泛應用前景。

但相變材料在應用時面臨泄漏問題，此時定形相變材料就可以擴大相變材料的應用范圍。蠶繭作為天然環保且廉價易得的材料，作為支撐材料有很大的應用空間，當將其進行處理后，可以使其孔結構用于負載相變材料，制得環保相變材料。這種新型天然環保定形相變材料由于方便易得，天然環保，因而擁有很廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型天然環保定形相變材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

合成天然環保定形相變材料包括以下步驟：

首先將天然蠶繭放入管式爐中進行高溫碳化處理，然后將產物磨成粉末放入容器中后，加入濃酸浸沒粉末后在油浴中對其進行酸處理，將蠶繭的孔內無機物都去除干凈，然后將其倒出進行抽濾，將酸處理后的蠶繭進行烘干，之后將蠶繭和相變材料按照比例混合加入到燒杯中，再將燒杯放入真空烘箱中進行真空浸漬，得到的樣品即為天然定形相變材料。

進一步地，所述步驟中蠶繭碳化溫度為800-1000℃，優選800℃；蠶繭碳化所需時間為10-12h，最優12h。

進一步地，所述步驟中進行酸處理濃酸為濃硝酸(質量分數為65-68％)，濃鹽酸(質量分數為35-38％)，濃硫酸(質量分數為95-98％)其中的一種或者幾種。

進一步地，酸處理溫度為50-60℃，優選50℃；酸處理時常為1-2h，優選2h。

進一步地，所述步驟中酸處理后的蠶繭烘干用普通烘箱80-100℃，最優80℃；烘干時間為6-8h，最優8h。

進一步地，所述步驟中所選相變材料可為赤蘚醇，D-甘露醇，石蠟，二十烷等其中的一種或幾種；蠶繭和相變材料的質量比例為10-30:70-90，優選10:85。

進一步地，所述步驟中真空浸漬溫度為120-130℃，時間為3-4h，最優4h；真空度在-0.1MPa-0.1Mpa之間，優選-0.1Mpa。

進一步地，所述步驟中得到的產物需要進行泄露實驗，具體過程為將濾紙放在培養皿中再將產物置于濾紙上，然后將培養皿放置烘箱中以比所選相變材料的相變溫度高10-20℃溫度加熱，直至濾紙上沒有液體痕跡即泄漏實驗完成。

本方法合成的新型天然環保定形相變材料，可以防止糖醇相變時的泄露而且原材料天然環保，有許多環保相變材料的焓值都較高，因此新型材料會有廣泛的應用前景。

具體實施方式

實施例1

(1)將天然蠶繭放入管式爐中800℃碳化處理12h，然后取出磨成粉末后取0.5g放入圓底燒瓶中，再加入濃硝酸(質量分數68％)20ml浸沒粉末并在油浴中以50℃加熱1h，將蠶繭的孔內無機物都去除干凈。

(2)然后將其倒出進行抽濾，將酸處理2h的蠶繭進行100℃烘干8h，之后將烘干后蠶繭和石蠟按照10:90質量比例分別加入到燒杯中，再將燒杯放入真空烘箱(真空度為-0.1MPa)中進行120℃浸漬4h。

(3)然后將(2)的產物置于放有濾紙的培養皿中，再將培養皿放置烘箱中以130℃加熱，直至濾紙上沒有液體痕跡即泄漏實驗完成，得到的樣品即為純天然定形相變材料。