[发明专利]一种可切换的无能耗制冷、制热热管理木材的制备方法

说明书

一种可切换的无能耗制冷、制热热管理木材的制备方法，本发明涉及改性木材的处理方法，它为了解决现有常规热管理方法能耗高，环境污染大的问题。处理方法：一、热管理木材的制备；二、预浸渍处理；三、热管理木材的模式切换。本发明所用的浸渍材料苯乙醇和乙醇均无毒，材料在辐射制冷和收集太阳光加热两个模式均有优异的光学性能，且兼顾了柔性和韧性，成本低廉的同时可自然降解。

技术领域

本发明涉及一种可切换的无能耗制冷、制热热管理木材的制备方法。

背景技术

全世界对舒适环境的需求使得对建筑物内部的制冷和制热成了普遍的需求，并且是目前人类社会的最大能源消耗。当前，常用的调节温度方法，诸如空调之类的冷却和加热技术具有较低的冷却效率和高的能耗，并且加剧了温室效应和破坏臭氧层。随着辐射制冷技术的发展，无能耗降温成为了热门研究，但现阶段辐射制冷技术存在着无法兼顾柔性和强度，成本高，难降解，不能适用于因环境温度变换而对材料的不同要求等问题，同时在寒冷冬季的高昂加热成本也是一大重要的能源消耗。

中国专利申请号为CN 103287014B，名称为《满足太阳能集热和辐射制冷的选择性吸收发射复合材料》的专利中公开了满足太阳能集热和辐射制冷的选择性吸收发射复合材料，但其仅能在白天进行太阳能集热，晚上进行辐射制冷。主要目的是对太阳能的吸收，并不具备对建筑物温度调控的能力，并不满足人们对热管理的需求。

中国专利申请号为CN 107975895A，名称为《基于辐射制冷和相变储能的复合节能装置及其方法》的专利中公开了一种基于辐射制冷和相变储能的复合节能装置及其方法，该专利无法兼顾材料的柔性和韧性，适用范围受到局限。同时该专利只能在无能耗制冷，无法根据需求改变制冷和制热模式。

中国专利申请号为CN 109945363A，名称为《一种具有温度自适应性的辐射制冷系统及调控方法》的专利中公开了一种具有温度自适应性的辐射制冷系统及调控方法，其高分子辐射制冷材料难以降解环境污染大，冬季低温时仅关闭了辐射制冷效果，并不能有效利用太阳能来加热空间，不适用于需要升温的环境。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有常规热管理方法能耗高，环境污染大，而提供一种可切换的无能耗制冷、制热热管理木材的制备方法。

本发明可切换的无能耗制冷、制热热管理木材的制备方法按下列步骤实现：

一、热管理木材的制备——制备醋酸缓冲溶液(pH 4.6)的0.5wt％～3wt％的NaClO₂作为木质素去除溶液，将干燥的木块在10kPa的压力下完全浸入木质素去除溶液中5～24小时；在80℃下水浴5～24小时，期间每2～5小时更换一次溶液。然后将处理过的木材在水中浸泡24～48小时，最后冷冻干燥。制备出热管理木材的辐射制冷模式；

二、预浸渍处理——将热管理木材放入无水乙醇中浸泡5～20分钟，进行预浸渍处理。

三、热管理木材的模式切换——将苯乙醇溶液浸满上述材料后，材料变得透明，允许太阳通过，从而获得热管理木材的太阳加热模式。将苯乙醇换成乙醇后，材料再次变白，重新转换为辐射制冷模式。通过乙醇和苯乙醇的交替浸渍，热管理木材可以在辐射制冷和太阳加热模式之间切换。

本发明先将木材木质素去除，然后通过乙醇和苯乙醇的交替浸渍，热管理木材可以在辐射制冷和太阳加热模式之间切换。木材的吸热基团随着木质素的脱除而去除，同时多孔的生成，增加了材料对太阳光的散射。木材纤维素对8～13微米的高红外辐射，使得材料实现了辐射制冷效果。当与纤维素折射率相同的苯乙醇浸渍之后，材料透明度升高，可以允许太阳透过，当作为屋顶材料时，可以来给屋内物体升温。

本发明所用的浸渍材料苯乙醇和乙醇均无毒，材料在辐射制冷和收集太阳光加热两个模式均有优异的光学性能，且兼顾了柔性和韧性，成本低廉的同时可自然降解。

附图说明