[发明专利]离子液体材料作为跨季节相变蓄热材料的应用无效
申请号: | 201310229487.6 | 申请日: | 2013-06-08 |
公开(公告)号: | CN103275675A | 公开(公告)日: | 2013-09-04 |
发明(设计)人: | 黄巍;刘新斌;郭翔;朱吉钦;白立光;陈标华 | 申请(专利权)人: | 山西潞安矿业(集团)有限责任公司;北京化工大学 |
主分类号: | C09K5/06 | 分类号: | C09K5/06;C07D233/58 |
代理公司: | 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 | 代理人: | 张慧 |
地址: | 046204 山*** | 国省代码: | 山西;14 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 离子 液体 材料 作为 季节 相变 蓄热 应用 | ||
技术领域
本发明涉及一种可稳定过冷的跨季节蓄热材料,尤其是烷基咪唑溴代盐类离子液体材料作为跨季节相变蓄热材料,其在太阳能、工业废热的跨季节蓄热中的应用,属于离子液体技术领域。
背景技术
太阳能是世界上分布最广泛的、最廉价、无污染的清洁能源,开发和利用前景广阔。但是,太阳能是一种季节性变化和间歇性变化的能源。例如,在热量需求大的冬季可用的太阳能资源较少,而热量需求较小的夏季可用的太阳能资源则较丰富。跨季节太阳能热存储可以解决太阳能在时间和空间上的差异,为更好的利用太阳能提供了很好的解决途径。另外一方面,工业生产过程中很多是高温过程,生产过程完成后剩余大量的废热。如果采用跨季节蓄热的方法将工业废热加以收集储藏,并在合适的时间和地点释放出来,将可以大大减少资源的浪费以及对环境的污染。
在跨季节蓄热中,相变材料的性能具有非常重要的影响。如今,最常用的相变材料包括无机相变材料(六水氯化钙,十水硫酸钠等)和有机相变材料(石蜡,氨基化合物,聚乙二醇,等)。其中,无机相变材料对设备腐蚀性较大,且极易脱去结晶水出现相分离,从而失去相变蓄热性能。有机相变材料则存在易挥发、易燃烧等缺点。对常规的相变蓄热材料,过冷是要极力消除的,这样才能在温度下降到凝固点的时候实现相变放热。而在跨季节蓄热过程中,随着外界气温的降低,蓄热材料的温度也不断下降,一旦外界温度降低到蓄热材料的相变温度,有可能引发蓄热材料结晶凝固而放出热量。如果蓄热材料具有稳定的过冷度,即使温度降低到其理论凝固点,也不会发生结晶凝固,等到需要热量时才在成核剂的激发下结晶放热,从而可以保持了大部分的相变潜热,使热损失较小。
离子液体用于跨季节蓄热的优点是在蓄热时,吸收太阳能或者工业废热使其温度上升,离子液体变成液体状态。当温度降低时,因为离子液体的过冷,不会发生凝固相变,仍以液体的形式存在,因此没有潜热的损失。当需要放出潜热时,加入一些晶体盐作为成核剂激发离子液体发生凝固,释放出相变潜热。
发明内容
本发明的目的是将烷基咪唑溴代盐类离子液体材料作为可稳定过冷的跨季节存储的蓄热材料,其目的在于克服现有跨季节蓄热材料所具有的易分相、不稳定、易燃、易挥发等缺点。
离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成的、在100℃下呈液体状态的熔融盐。其结构介于无机物和有机物之间,不挥发、不燃烧、热稳定性好,导热性好,热容较高,过冷度较大,因此离子液体做为新型跨季节相变蓄热材料具有独特的优势。
离子液体用于跨季节蓄热材料在蓄热时,吸收太阳能或者工业废热使其温度上升,离子液体变成液体状态,当温度降低时,因为离子液体的过冷,不会发生凝固相变,仍以液体的形式存在,没有潜热的损失;当需要放出潜热时,加入成核剂激发离子液体发生凝固,释放出相变潜热。
尤其选择烷基咪唑溴代盐类离子液体材料作为跨季节蓄热材料。
成核剂优选自身固体粉末、铜粉、铁粉、石墨粉、碳纤维等的一种或者几种,加入量为离子液体质量的5~25%。
本发明的烷基咪唑溴代盐类离子液体材料的制备方法如下:首先将1,2-二甲基咪唑或N-甲基咪唑与溴代烷烃加入三口烧瓶中,甲基咪唑与溴代烷烃的摩尔比为1:1.5~1:3.0之间,溴代烷烃的烷烃碳原子数为4~26,既可以是正烷烃,也可以是支链烷烃。然后在50~100℃水浴中加热反应12~48h,得到烷基咪唑溴代盐类离子液体的粗产品,然后用3~4倍体积的甲醇、丙酮或者二氯甲烷中的一种或几种洗涤3~5次,加入1~2倍体积的丙酮升温40~60℃溶解,然后在冷冻条件下结晶,倾去上层液体,重复3~5次至固体样品为白色,在80℃下真空干燥24~48h,得到烷基咪唑溴代盐类离子液体材料。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于山西潞安矿业(集团)有限责任公司;北京化工大学,未经山西潞安矿业(集团)有限责任公司;北京化工大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201310229487.6/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:一种抗高温饱和盐水钻井液及其制备方法
- 下一篇:一种防腐蚀油漆