[发明专利]一种磁导向性相变纳米颗粒及其制备方法

说明书

一种磁导向性相变纳米颗粒及其制备方法，将十个碳原子以上的二元酸溶于有机溶剂中，然后加入的1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐与N‑羟基琥珀酰亚胺的混合物或者加入1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐与1‑羟基苯并三唑的混合物，室温反应10～60min，得到混合溶液；将氨基修饰的磁性氧化石墨烯加入到混合溶液中，室温反应24～72h，离心、洗涤、干燥后，得到磁导向性相变纳米颗粒。本发明中的磁导向性相变纳米颗粒，在基本不降低相变材料潜热的基础上不仅提高了材料的导热系数，同时还具有磁场下的回收分离功能，既具有储热功能又具有磁性。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，涉及一种磁导向性相变纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

相变微/纳胶囊乳液是应用微胶囊化技术将固—液相变材料表面封装在一层性能稳定的壳体中，最终形成具有核壳结构的复合相变材料(专利号：CN200910081389.6)。由于相变微/纳胶囊颗粒中的相变材料在发生固-液或液-固相变过程中吸收或释放潜热，在相变温度区内具有很大的表观比热容，在建筑物空调与供热、航天器热控制、电子设备冷却、流化床和换热器微型化等领域具有广阔的应用前景。

但传统壳材料的导热性较差。石墨烯因具有优异的力学性能和热性能常常作为壳材料提高相变胶囊的导热性，可实现在用量很少的情况下大大提高相变纳胶囊的导热系数(专利号：CN202010359987.1)。

磁性相变微胶囊(专利号：CN201910689417.6和CN200810025576.8)可以是在流体换热过程中，再外加磁场下的有效控制，更容易回收分离相变材料。

但传统的壳核材料的导热性差，会极大限制相变材料自身的潜热。因此，在不采用胶囊结构的前提下充分发挥相变材料的相变潜热，同时又赋予其磁导向性是一项巨大挑战。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种磁导向性相变纳米颗粒及其制备方法，充分发挥相变材料的相变潜热，同时又具有磁导向功能，可以实现快速回收分离。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种磁导向性相变纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将十个碳原子以上的二元酸溶于有机溶剂中，然后加入的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的混合物或者加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与1-羟基苯并三唑的混合物，室温反应10～60min，得到混合溶液；

(2)将氨基修饰的磁性氧化石墨烯加入到混合溶液中，室温反应24～72h，离心、洗涤、干燥后，得到磁导向性相变纳米颗粒。

进一步的，步骤(1)中，十个碳原子以上的二元酸为二十二烷二酸、二十烷二酸、十八烷二酸、十六烷二酸、十四烷二酸或十二烷二酸。

进一步的，步骤(1)中，十个碳原子以上的二元酸与有机溶剂的质量体积比为1％～35％wt/v。进一步的，步骤(1)中，有机溶剂为N,N-二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、甲醇、二氯甲烷或氯仿。

进一步的，步骤(1)中，羧基、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1:0.5～5:0.5～5；

羧基、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:0.5～5:0.5～5。

进一步的，步骤(2)中，氨基修饰的磁性氧化石墨烯与混合溶液的质量体积比为0.05％～10％wt/v。

进一步的，步骤(2)中，氨基修饰的磁性氧化石墨烯通过以下过程制得：

将氧化石墨烯、三氯化铁、丙烯酸钠和乙酸钠溶解在乙二醇和二甘醇的混合溶剂中，得到混合物；