[发明专利]一种高储热能多孔碳基水合无机盐复合相变材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高储热能多孔碳基水合无机盐复合相变材料的制备方法，其中制备方法如下：首先制备经过活化处理的生物质基多孔碳，按比例称取水合无机盐相变材料、生物质基多孔碳和封孔剂；然后将水合无机盐相变材料制成饱和溶液，加入生物质基多孔碳浸渍、真空加压、吸附；最后加入封孔剂搅拌、风干、研碎，获得水合无机盐多孔碳复合相变材料。本发明方法制备的复合相变材料不易液漏、无相分离、过冷度小、相变焓高、无毒无腐蚀，并且具有热稳定性好、耐久性好、制备成本低廉等优点，在建筑、储能材料等领域有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及相变储热材料技术领域，更具体地说是涉及一种高储热能多孔碳基水合无机盐复合相变材料的制备方法。

背景技术

相变材料因具有合适的相变温度、较大的相变潜热、较快的相变速度、良好的导热性和可逆性等特点，在能量存储与利用方面具有广泛的应用前景。相变材料是潜热储热技术的核心，可分为有机相变材料和无机相变材料。目前对相变材料的研究大多集中于有机相变材料，但有机相变材料较高的原料价格限制了它的推广应用。

无机相变材料尤其是水合无机盐相变材料具有价格便宜、体积储热密度大、溶解热大、导热系数大、安全系数高等优点，并且无机相变材料的相变温度与室温接近，在建筑材料的潜热储热、衣物的保温等领域有广泛应用。但是水合无机盐相变材料在相变过程中过冷度大、容易相分离，并且存在液体的流动性和腐蚀性等问题，使其在应用过程中的相变储能性、耐久性、经济效益降低。

为解决水合无机盐相变材料在制备过程中出现的过冷、析晶等问题，通常需要加入成核剂及防相分离剂。相变过程中，当物质冷却到凝固点时不结晶，当冷却到凝固点以下温度才开始结晶的现象称为过冷。过冷现象是由于结晶水合无机盐的成核性能较差，解决过冷现象的办法是添加成核剂或采用“冷指”法，“冷指”法即保持部分固态相变材料不融化，使之成为成核剂。析晶是一种当结晶水合无机盐加热到熔点以上温度时，产生的盐不能完全溶解于水而沉淀于容器底部的现象。析晶会使结晶水合无机盐在加热—冷却过程中发生相分离，降低相变材料的蓄热能力。

采用多孔材料吸附无机水合盐相变材料日益成为本领域研究的热点，前人展开了卓有成效的工作，如利用多孔混凝土吸附Na₂SO₄·10H₂O制备建筑相变材料等。但实验发现为解决水合无机盐相变材料的过冷度大、相分离和热稳定性差的问题，加入其它物质会降低相变材料的相变焓，并且传统的多孔材料吸附难以解决相变材料的耐久性问题。

因此，结合上述问题，生产制备出一种高储热能多孔碳基水合无机盐复合相变材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高储热能多孔碳基水合无机盐复合相变材料的制备方法，该制备方法能改善传统水合无机盐相变材料相分离、易过冷、相变焓低、耐久性差等缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

一种水合无机盐多孔碳复合相变材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将生物质基多孔碳放入硝酸溶液中，进行活化处理，搅拌后清洗、干燥；

（2）按比例称取水合无机盐相变材料、封孔剂和步骤（1）得到的生物质基多孔碳，备用；

（3）将步骤（2）中的水合无机盐相变材料加入水中，制成饱和溶液；

（4）向饱和溶液中加入步骤（2）中的生物质基多孔碳，搅拌均匀后，在真空条件下浸渍，控温45~60 ℃，加压吸附；

（5）取步骤（4）所得产物，加入封孔剂搅拌5~7 h，风干、研碎，获得水合无机盐多孔碳复合相变材料。

经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：