[发明专利]一种添加无机多孔材料对水合盐相变材料产生定形及调节相变温度的方法

说明书

本发明涉及一种添加无机多孔材料对水合盐相变材料产生定形及调节相变温度的方法。所述方法包括以下步骤：在密闭装置中，在高于水合盐相变温度10~30℃的恒温及搅拌条件下，加入无机多孔材料作为支撑体，真空脱气，去除体系水蒸气及空气组分；将熔融水合盐作为相变材料缓慢加入到上述支撑材料中；降温使其结晶固化，即得温度可调的定形水合盐复合相变材料。该材料具有温度可调、定形、相变焓值高及循环稳定等特点，可应用于建筑内墙保温、地板采暖等方面。

技术领域

本发明属于相变储能技术领域，具体涉及以亲水性无机多孔材料作为支撑载体，对水合盐相变材料进行定形的同时，实现对水合盐的相变温度进行调节的方法。

背景技术

随着人们对能源需求的不断增长，提高能源利用效率、开发新型储热技术不断涌现。利用相变材料(PCMs)进行相变蓄热，因其相变过程恒温、蓄热密度大等特征已受到人们的广泛青睐。相变材料根据组成可分为无机PCMs、有机PCMs两大类。其中，无机PCMs，特别是水合盐PCMs，由于其可选择相变温度范围广、相变焓大、体积能量密度高、价格低廉等优点，是目前在建筑领域最有望推广的建筑节能材料。然而，无机水合盐，与有机固-液PCMs一样，在发生固-液相变时，会发生渗漏现象，不能直接使用，通常需要特殊的容器盛装，这使得成本增加。利用无机多孔材料产生的毛细作用力，能对水合盐类PCMs在熔化过程进行有效吸附，从而实现防止水合盐 PCMs发生泄露，即形成所谓的定形(型)复合相变材料，是一种简单而有效解决这一问题的技术方案。目前文献报道最广泛的无机多孔材料包括膨胀珍珠岩、蛭石、膨润土、膨胀石墨和硅藻土等，这些多孔材料通过毛细作用力可将PCMs吸入到孔隙内，在相变过程中表现出微观液相、宏观固相的相变行为。然而，在上述无机多孔材料中，它们的孔隙通常比较大(通常为大孔或少量微孔、介孔的大孔)、且孔径分布不一(几十nm到几百μm)，其产生的毛细管作用力较小，只起到定型作用，对相变材料相变温度的调节(降低)很小。本发明提出的温度可调的定形复合相变材料，即通过添加一定量的亲水性无机多微孔、介孔材料于水合盐相变材料中，对水合盐定形的同时，实现对相变材料相变温度较大范围的调节。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，提出一种添加无机多孔材料对水合盐相变材料产生定形及调节相变温度的方法。该方法制备的水合盐复合相变材料具有温度可调、定形、相变焓值高及循环稳定等特点，可应用于建筑内墙保温、地板采暖等方面。

本发明通过以下技术方案实现。

一种添加无机多孔材料对水合盐相变材料产生定形及调节相变温度的方法，包括以下步骤：

(1)在密闭装置中，在高于水合盐相变温度10～30℃的恒温及搅拌条件下，加入无机多孔材料作为支撑体，在0.005～0.01MPa的真空条件下脱气0.5～1h，去除体系水蒸气及空气组分；

(2)将熔融水合盐作为相变材料缓慢加入到上述真空脱气后的支撑材料中；降温至低于相变材料相变温度10～30℃使其结晶固化，即得温度可调的定形水合盐复合相变材料。

进一步地，所述无机多孔材料为含有多微孔或介孔的亲水性无机材料。

进一步地，所述无机多孔材料包括硅酸盐系列微孔分子筛3A，4A，5A、NaX或13X。

进一步地，所述无机多孔材料包括介孔分子筛MCM-41或 SBA-15。

进一步地，所述无机多孔材料包括磷酸铝系列分子筛AlPO₄-5或 Me AlPO₄，其中Me＝Si,Fe,Co,Cr。

进一步地，所述无机多孔材料包括金属-有机框架材料(MOFs) 系列分子筛MIL-100、MIL-101或UOI-66。