[發明專利]一種相變材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211120636.0
• 申請日: 2022-09-15
• 公開（公告）號: CN115477926A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 王艷寧;萬敏;鄭文龍;陳昊冉;李子木;陳立莊
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;C07C209/68;C07C211/63
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種相變材料及其制備方法，該相變材料的結構通式中R=H或F，即其分子式為C₁₀H₁₆BF₄N或C₁₀H₁₅BF₅N，該相變材料為晶體結構；該相變材料的制備方法為將四氟硼酸溶液和BTAB或BTAB的衍生物混合，采用溶液自然揮發溶劑自組裝制得材料。本發明公開的相變材料，熱分解溫度點相對較高，晶體顆粒均勻；同時其制備工藝簡單、易操作、原料來源充足、生產成本低、產率高以及重復性好。

技術領域

本發明涉及一種材料及其制備方法，具體涉及一種相變材料及其制備方法。

背景技術

相變材料(PCM–Phase Change Material)，是通過改變溫度而其本身的形態會隨之出現改變，且還可以提供潛熱的一類材料。對于晶體而言，當其受到外界溫度、壓力等的作用時，在同一種固相內晶體點群的對稱性會發生變化，即發生晶體結構相變。對于溫度引起的晶體結構相變，晶體的對稱性一般遵循高溫相時對稱性更高，低溫相時對稱性較低。總的來說，從高溫相到低溫相，晶體結構的對稱性變低，對稱操作元素的丟失，稱為對稱性破缺。當相變發生時，介電性質、熱熵變、晶體結構的相變均有明顯的異常。

自新世紀初以來，過度使用石油和煤炭，對生態環境造成了嚴重的污染，損害了人類健康。我國迫切需要發展工業新能源，實現可持續發展。相變材料作為一種優良的儲能材料，在航天、建筑、軍事等領域得到了廣泛的應用。按照材料組成分類，相變材料主要包括無機、有機和有機-無機這三種類型。其中，有機-無機雜化相變材料因其合成簡單、結構靈活多樣、環境友好等優點，引起了該領域許多學者的關注。

隨著科學技術的進步和理論的不斷改進，精確的分子設計可以合成出性能優異的相變材料。然而只有通過考慮分子單元的有效選擇和分子間相互作用的有效選擇，才能完全實現相變的有意設計。在文獻Tang,Y.Y.；Xie,Y.；Zeng,Y.L.；Liu,J.C.；He,W.H.；Huang,X.Q.；Xiong,R.G.Record enhancement of phase transition temperature realized byH/F substitution.Adv.Mater.2020,32,e2003530.Xu,Q.；Ye,L.；Liao,R.M.；An,Z.；Wang,C.F.；Miao,L.P.；Shi,C.；Ye,H.Y.；Zhang,Y.H/F substitution induced large increaseof Tc in a 3D hybrid rare-earth double perovskite multifunctionalcompound.Chem.2022,28,e202103913.等的研究中通過H/F取代得到了有機-無機雜化材料，引入F原子來增加陽離子的旋轉勢能進而提高相變溫度。但是目標產物氟化物的相變溫度仍較低，性能單一，嚴重限制了其應用范圍。

發明內容

發明目的：本發明旨在提供一種自組裝形成的晶體顆粒均勻的高溫相變材料；本發明的另一目的在于提供一種操作簡單、重復性好且產率高的相變材料的制備方法。

技術方案：本發明所述的相變材料，其結構通式如式(1)所示，其中R＝H或F，該相變材料為晶體結構。

優選地，在296K溫度下，所述晶體結構屬于單斜晶系。

優選地，在296K溫度下，所述晶體結構屬于P2₁/n空間群。

所述相變材料的制備方法，包括如下步驟：將BTAB或BTAB的衍生物緩慢加入有機溶劑攪拌溶解，然后再加入四氟硼酸溶液，將兩溶液相互融合，攪拌均勻后靜置，即得到相變材料。

優選地，所述四氟硼酸與BTAB或BTAB的衍生物的摩爾比為1：1-1：2。所述BTAB的衍生物由對氟溴芐和三甲胺反應制備得到。