[发明专利]一种利用粉煤灰制备的介孔铝硅酸盐基定型相变材料及其制备方法

说明书

本发明属于相变储热材料和固体废物资源化循环利用领域，具体涉及一种利用粉煤灰制备的介孔铝硅酸盐基定型相变材料及其制备方法。该介孔铝硅酸盐基定型相变材料的载体是介孔铝硅酸盐，负载物为共晶相变材料，其由如下方法制得：1）粉煤灰与助剂混合后进行焙烧，对焙烧产物进行急冷处置；2）进行可控酸刻蚀；3）固液分离得到的粉末进行干燥，制得介孔铝硅酸盐粉末；4）将介孔铝硅酸盐粉末置于真空条件下，充入过量的处于熔化状态的相变材料，制得混合物；5）将混合物进行固液分离制得固体粉末，并用溶剂清洗后干燥，即可。本发明制备的圆柱形或楔形介孔铝硅酸盐载体材料的孔道具有锥度，对相变材料的负载更连续，增加了相容性，降低了泄露率。

技术领域

本发明属于相变储热材料领域和固体废物资源化循环利用领域，具体涉及一种利用粉煤灰制备的介孔铝硅酸盐基定型相变材料及其制备方法。

背景技术

定型相变材料是将相变材料负载到多孔载体中而得到的在相变过程中不会发生体积变化的复合材料。定型相变材料能够把相变材料分散成众多独立储能单元而提高热导率，且载体所具有的细小孔隙形成的毛细管张力能够避免相变材料的泄露。定型相变材料能够解决能量供求在时空分配上的不平衡和提高能源利用率的巨大潜力而成为建筑、能源、纺织、化工、航空和环保等众多行业应对全球化石燃料供给危机、践行低碳或零碳行动的希望，市场需求与市场容量巨大。

目前，定型相变材料通常使用高密度聚乙烯、硅藻土、膨胀珍珠岩、膨胀石墨、硅微粉、高岭土、蛭石、分子筛等作为载体。经济成本较高，与基体材料相容性较差，且资源有限，难以满足定型相变材料的巨大需求。

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体物，我国粉煤灰年排放量高达5亿吨，粉煤灰资源化利用率约68%。大量未被有效利用的粉煤灰依赖于堆填处置，给社会带来了巨大的环境压力，也很大程度上限制了传统能源产业的发展。

为了解决上述问题，本专利以粉煤灰为原料，再经化学处理后，得到具有三维结构、具有合适孔径大小的介孔铝硅酸盐载体材料，并根据需要载入具有不同熔点的共晶相变材料，得到定型相变材料。本专利以粉煤灰为原料制备的介孔铝硅酸盐载体材料相比文献中提到的以粉煤灰制备氧化硅介孔材料（如201610014846.X，一种高硅高铁粉煤灰制备二氧化硅的方法，2012105495980，一种利用粉煤灰制备介孔材料的方法）和硅铝质介孔材料（2009100146197，一种双峰硅铝介孔材料的合成方法，2013107273857一种制备Si-Al有序介孔分子筛的方法）或以其它材料制备的介孔材料（2013101029638，硅基介孔分子筛及其制备方法）具有更高的填充率和更好的热稳定性。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中存在的问题而提供一种利用粉煤灰制备的铝硅酸盐基介孔材料。

本发明的另一目的在于提供一种利用粉煤灰制备铝硅酸盐基定型相变材料的方法。

为了实现本发明上述一目的，本发明采取如下的技术方案：

一种利用粉煤灰制备的介孔铝硅酸盐基定型相变材料，该介孔铝硅酸盐基定型相变材料的载体是介孔铝硅酸盐，负载物为共晶相变材料。

作为本发明一优选技术方案，本发明所述介孔铝硅酸盐具有三维结构，该介孔铝硅酸盐是由粉煤灰经焙烧和急冷处置后再进行酸溶液处理制得，所述的共晶相变材料填充所述介孔铝硅酸盐的介孔孔容90%以上。

作为本发明一优选技术方案，本发明所述介孔铝硅酸盐的介孔的孔径为2～20nm。

作为本发明一优选技术方案，本发明所述相变材料是由脂肪酸调制的共晶相变材料，所述脂肪酸选自月桂酸、肉豆蔻酸或硬脂酸中的一种或多种。

实现本发明另一目的而采用的技术方案为：

一种利用粉煤灰制备的介孔铝硅酸盐基定型相变材料的方法：其制备步骤如下：