[发明专利]一种有机相变材料基体及其制备方法、复合有机相变材料及其制备方法

说明书

本发明属于相变材料技术领域，提供了一种有机相变材料基体及其制备方法、复合有机相变材料及其制备方法。本发明的有机相变材料基体，包括热解生物炭和负载在所述热解生物炭上的锌粉末；所述热解生物炭包括以下质量百分含量的制备原料：20~30%地膜，70~80%农林废弃物。本发明在制备热解生物炭时加入地膜，能够丰富单一农林废弃物得到的热解生物炭的孔隙结构，进而提高锌粉末的负载均匀性和稳定性，进而促进锌粉末在有机相变材料中形成有效的导热网络，最终大幅提高复合有机相变材料的热导率。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，尤其涉及一种有机相变材料基体及其制备方法、复合有机相变材料及其制备方法。

背景技术

随着化石能源带来的系列环境问题日益严峻，亟需开发节能环保材料。相变储热技术作为一种具有储热密度大、相变温度稳定以及过程容易控制等优点的功能材料备受关注。通过相变储热技术可以将热能暂时储存以供后期的合理调配，进而改善能量在生产与使用中供求不匹配的矛盾。因此，开发高效的蓄热方式是当今能源发展的一个必然趋势。

相变材料一般可分为无机相变材料、有机相变材料、复合相变材料和金属基相变材料。其中，无机相变材料在使用过程中易出现过冷和相分离现象，导致相变材料析出，制约其实际应用；无机相变材料中的熔盐类相变材料则有热导率低、熔化时体积变化大和过冷度大等缺点。金属基相变材料的高温腐蚀性较强，导致其与容器材料的相容性较差，限制了其实际应用。有机相变材料具有可获得的温度范围广、熔化潜热高、液相过冷能力低、相变全、自成核特性、低偏析、成核速率及潜在的储热密度高、稳定性高、无反应、无腐蚀、与建筑材料兼容且可回收的优点，是相变储能领域最具前途的材料之一。但是，有机相变材料的导热系数低、密度低。目前，常用的改善方法是将高导热填料颗粒随机分散进有机相变材料中，高导热填料颗粒的引入在一定程度上改善了有机相变材料热导率低和易泄漏的问题，但是高导热填料颗粒难以在有机相变材料中形成有效的导热网络。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机相变材料基体及其制备方法、复合有机相变材料及其制备方法。本发明的有机相变材料基体能够在有机相变材料中形成有效的导热网络，提高复合有机相变材料的热导率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种有机相变材料基体，包括热解生物炭和负载在所述热解生物炭上的锌粉末；

所述热解生物炭包括以下质量百分含量的制备原料：20~30%地膜，70~80%农林废弃物。

优选地，所述有机相变材料基体中锌粉末的质量百分含量为1~3%。

优选地，所述地膜的材质包括聚烯烃。

优选地，所述农林废弃物包括玉米秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆和果木枝中的一种或多种。

本发明还提供了上述技术方案所述的有机相变材料基体的制备方法，包括以下步骤：

将农林废弃物和地膜混合，进行热解，得到热解生物炭；

将所述热解生物炭和锌粉混合，进行负载，得到所述有机相变材料基体。

优选地，所述热解的温度为600~800℃，保温时间为40~80min。

优选地，所述热解生物炭的粒径为80~100目，所述锌粉的粒径≤10nm，所述负载在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为100~200rpm；所述负载的时间为20~40min。

本发明还提供了一种复合有机相变材料，包括有机相变材料基体和有机相变材料；

所述有机相变材料基体和有机相变材料的质量比为1：1.5~2.5；

所述有机相变材料基体为上述技术方案所述的有机相变材料基体或上述技术方案所述的制备方法得到的有机相变材料基体。

本发明还提供了上述技术方案所述的复合有机相变材料的制备方法，包括以下步骤：