[发明专利]一种有机复合相变储能材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种有机复合相变储能材料及其制备方法和应用。所述材料由脂肪醇和偶氮苯化合物混合组成，其中二者的质量比为55～75:25～45。本发明所述有机复合相变储能材料内的偶氮苯化合物在紫外光照条件下，结构能从反式构型向顺式构型转变，改变了位阻排斥力和偶极相互作用，能改变有机相变材料的相态，使有机复合相变储能材料的结晶温度低于原始有机复合相变储能材料，而且偶氮苯化合物具有较长的回复半衰期，从而获得了结晶温度和储能密度可调的有机复合相变储能材料，可进行结晶温度的调节，从而实现中长期保持过冷稳定性，可制备成为中长期储热材料进行应用。

技术领域

本发明涉及太阳能储热技术领域，更具体地，涉及一种有机复合相变储能材料及其制备方法，其在中长期热能储存中具有广泛的应用前景。

背景技术

热能储存为广泛的能源技术提供了巨大的潜力。相变材料为高潜热提供最先进的热储存。当相变材料加热至熔点以上时储存潜热热能，当温度下降至凝固点以下时释放所储存的能量，恢复到原始的相态。有机相变材料，如石蜡，脂肪酸，脂肪醇和聚乙二醇展现出较大的相变潜热和较宽的熔点和凝固点。然而，传统有机相变材料储热过程中热损失严重，对保温措施要求很高，采用常规保温技术难以实现热量的长期储存。

由于相变温度取决于分子间相互作用，在材料的某种相态下能够控制其关键相互作用，从而控制相变温度。偶氮苯化合物是分子结构中含有偶氮苯结构的化合物，含有的-N＝N-，在紫外-可见光范围内，有较强的吸收峰。对偶氮苯化合物进行光照，偶氮苯顺式和反式之间的差异，引起几何结构、长度、平面度和偶极矩的变化。偶氮苯的反式结构为平面结构且长度为顺式结构为扭曲几何结构，打破了平面化结构，且长度为这个结构差异引起了偶极矩的不同，反式结构的偶极矩为0～1.2D，顺式结构的偶极矩为3.1～4.4D。因此，将偶氮苯化合物添加到有机相变材料中成为有机复合相变储能材料，通过偶氮苯顺反异构的性能差异，改变了位阻排斥力和偶极相互作用，从而引发了有机相变材料的相态差异。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有机复合相变储能材料。所述材料以脂肪醇为有机相变材料，以偶氮苯化合物为光开关，制备了一类新型有机复合相变储能材料；所述有机复合相变储能材料内的偶氮苯化合物在紫外光照条件下，结构能从反式构型向顺式构型转变，改变了位阻排斥力和偶极相互作用，能改变有机相变材料的相态，使有机复合相变储能材料的结晶温度低于原始有机复合相变储能材料，而且偶氮苯化合物具有较长的回复半衰期，从而获得了结晶温度和储能密度可调的有机复合相变储能材料。

本发明的另一目的在于提供所述有机复合相变储能材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述有机复合相变储能材料的应用。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种有机复合相变储能材料，由脂肪醇和偶氮苯化合物混合组成，其中二者的质量比为55～75:25～45。

优选地，所述脂肪醇为碳原子数为14～16的脂肪醇。

优选地，所述偶氮苯化合物的结构如式(Ⅰ)所示：

其中，n为10～14的整数。

优选地，所述n为12或14。

更优选地，所述脂肪醇为十四醇；所述偶氮苯化合物为十四酸酯偶氮苯。

优选地，所述脂肪醇和偶氮苯化合物的质量比为55:45、65:35或75:25。

本发明同时还保护所述有机复合相变储能材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.将脂肪酸经酰基氯化剂进行酰氯化，得到中间体1；

S2.中间体1与偶氮苯原料经酯化反应，即可得到偶氮苯化合物；