[发明专利]管状共轭微孔聚合物基相变复合储能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及共轭微孔聚合物基相变复合储能材料的制备技术。

背景技术

当今，由于人口增多和工业规模的不断发展，人们对能源的消耗量日益增大；但同时以煤炭和石油为主的化石能源等不可再生能源日益枯竭，从而造成能源的供给越来越紧张。巨大的能源消耗量不仅造成能源短缺和严重的环境问题，而且也严重威胁到人类的可持续发展。因此，解决人类面临的能源危机，成为了十分重要的问题。

相变材料是一种从固态到液态或者从液态到固态发生相变时可以存储和释放潜热以调节环境温度的材料，在相变过程中，他们具备很大的潜热，并且在太阳能存储、工业废热回收、建筑能源节省、电子控温设备、纺织品保温等领域显示出巨大的潜能。

然而，很多情况下，应用相变材料的缺点是温度达到其熔点时，液相可能泄漏，为了解决固-液相变材料的液体泄漏问题，同时也为了增强有机相变材料的导热率，强化传热，通常采用一定的技术对固-液相变材料进行封装处理。然而，在这些相变材料的载体材料中，微胶囊相变储能材料已经有了一定的研究，它是以相变材料为芯材，微胶囊为壳。然而这个方法的主要缺点是需要相对高的成本和相对多级的程序。近几年来，生产和利用像碳纳米管、石膏、高岭土和二氧化硅等这些多孔材料作为载体来制备相变复合储能材料已经受到越来越多的关注。这些材料的优点在于它们具有很好的热稳定性和很大的潜热。因此，相变复合储能材料的发展将在实际应用中更加有用。

总之，目前还没有以管状共轭微孔聚合物作为载体来制备相变复合储能材料的报道，并且利用管状共轭微孔聚合物作为载体来制备相变复合储能材料大大地提高了相变复合储能材料的储热性能，也降低了相变材料的泄漏率，有益于能量的储存和可持续发展。

研究表明，有机类相变材料几乎没有过冷、腐蚀、相分离等现象，而且比起无机类相变材料其固体成形性好，性能稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种管状共轭微孔聚合物基相变复合储能材料及其制备方法。

本发明是管状共轭微孔聚合物基相变复合储能材料及其制备方法，管状共轭微孔聚合物相变复合储能材料，其管状共轭微孔聚合物百分含量为40%~70%，相变材料百分含量为30%~60%。

管状共轭微孔聚合物相变复合储能材料的制备方法，其步骤为：

（1）管状共轭微孔聚合物CMPN-1的制备：将甲苯和三乙胺以0.8:1~1.2:1的比例加入到容器中，通入氮气置换15~30min，按照3:1~5:2称取1,3,5-三（4-溴苯基）苯和1,4-二乙炔苯加入容器，按照10:3~8:4称取钯（0）和碘化铜加入容器，搅拌均匀，缓慢升温至70~80℃，保持避光反应12~24h，然后停止反应，冷却至20~30℃，依次用三氯甲烷，丙酮，水和甲醇洗涤，洗涤后的样品用滤纸包好，用甲醇进行索式抽提48~72h，之后于60~70℃烘干；

（2）管状共轭微孔聚合物CMPN-2的制备：将甲苯和三乙胺以0.8:1~1.2:1的比例加入到容器中，通入氮气置换15~30min，按照2:1~3:2称取9,10-二溴蒽和1,3,5-三乙炔苯加入容器，按照10:3~8:4称取钯（0）和碘化铜加入容器，搅拌均匀，缓慢升温至70~80℃，保持避光反应12~24h，然后停止反应，冷却至20~30℃，依次用三氯甲烷，丙酮，水和甲醇洗涤，洗涤后的样品用滤纸包好，用甲醇进行索式抽提48~72h，之后于60~70℃烘干；

（3）管状共轭微孔聚合物CMPN-3的制备：将甲苯和三乙胺以0.8:1~1.2:1的比例加入到容器中，通入氮气置换15~30min，按照1.5:1~2:1称取9,10-二溴蒽和1,4-二乙炔苯加入容器，按照10:3~8:4称取钯（0）和碘化铜加入容器，搅拌均匀，缓慢升温至70~80℃，保持避光反应12~24h，然后停止反应，冷却至20~30℃，依次用三氯甲烷，丙酮，水和甲醇洗涤，洗涤后的样品用滤纸包好，用甲醇进行索式抽提48~72h，之后于60~70℃烘干；

（4）按照重量份数比为4~5称取步骤（1），步骤（2）和步骤（3）制备的管状共轭微孔聚合物CMPN-1，CMPN-2和CMPN-3，按照重量分数比为5~6称取有机相变材料；

（5）将步骤（4）称取的有机相变材料加热至70~100℃；