一種制備硬脂酸?二氧化硅復合相變儲熱漿體的方法技術

本發明專利技術是一種制備硬脂酸?二氧化硅復合相變儲熱漿體的方法，具體如下：量取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯于燒杯中，加入蒸餾水；用HCl調節溶液PH；將溶液在恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌制得SiO2溶膠；之后稱取適量硬脂酸，將其融化加入SiO2溶膠中；置于恒溫水浴鍋中加熱，并攪拌；之后陳化，直至完全干燥。采用機械球磨法磨成微納米粉末并將適量粉末溶于水中，加入適量分散劑，即制成復合相變儲熱漿體。本發明專利技術是利用網絡狀物質為基質以維持材料的形狀、力學性能，而相變材料嵌在網絡結構基質中，可避免相變過程中，相變儲能材料形狀和體積的變化以及在連續相中的滲漏問題。使用二步法制成漿體，解決了傳統相變材料電熱性差和流動性差等問題。

【技術實現步驟摘要】
一種制備硬脂酸-二氧化硅復合相變儲熱漿體的方法
：本專利技術屬于節能環保領域，設計漿體材料的相變儲能，可廣泛應用于溫度控制以及節能建筑領域。
技術介紹
：能量儲存的研究是能源安全與可持續發展的戰略性課題，其中熱能的儲存和利用與國計民生息息相關。相變儲熱材料利用其相變潛熱來實現能量的儲存和利用，是緩解能量供求雙方在時間、強度及地點上不匹配的有效方式。相變儲熱材料具有蓄熱密度高、蓄熱裝置結構緊湊，且吸放熱過程近似等溫、易運行控制和管理等優點。但是，傳統相變材料大多數具有腐蝕性和易燃性，并且常伴有過冷現象。通常相變儲能材料導熱性和流動性較差，如果將相變材料制成漿體，將會克服導熱性和流動性較差等缺點。本專利技術是研制一種相變儲熱漿體。該漿體的相變物質為新型復合材料，此材料是利用網絡狀物質為基質以維持材料的形狀和力學性能，而作為相變材料的物質嵌在網絡結構基質中，通過相變來吸收和釋放能量。這種復合固-液儲能材料的網絡狀物質作為框架可避免在相變過程中，形狀和體積的變化，同時可解決連續相中的滲漏問題。目前復合固-液儲能材料的研究都集中在微型膠囊儲能材料，膠囊可阻止相變材料在連續相中滲漏。然而，微型膠囊相變材料漿體的應用存在很多缺點，例如若微型膠囊相變材料漿體的微粒沒有足夠小的尺寸，微型膠囊相變材料漿體將很難維持穩定均勻的流動；此外，使用過程中膠囊也存在破裂的可能性。因此，本專利技術制備一種新型復合固-液相變儲能漿體，該種新型復合固-液相變儲能漿體能避免相變過程中形狀變化、體積變化及滲漏問題，而且該種微納米漿體具有制備簡單和成本低的優勢，可克服微型膠囊相變材料漿體的缺點。專利
技術實現思路
本專利技術目的是為了克服傳統相變材料的導熱性以及流動性差等缺點來實現蓄能材料的高效利用。針對儲熱材料在相變過程中能夠吸收或者放出大量潛熱這一特點，結合以無機物做外殼，有機物為內含相伴材料，制備一種固-液復合相變材料，進而使用二步法制成漿體，可廣泛應用于節能建筑材料和構件、廢熱余熱的回收利用等領域。本專利技術是通過溶膠凝膠法制備復合相變材料，利用正硅酸乙酯作為前驅體，硬脂酸作為相變材料，制備新型復合固-液相變儲能材料。之后利用二步法，將相變材料制成粉末，最終制成漿體。具體步驟如下：步驟1：取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水，混合均勻，然后滴加HCl，調節溶液PH至2.5~3.5，備用；步驟2：將步驟1制備得到溶液在置于溫度為60℃~70℃恒溫水浴鍋中加熱，并以300~400r/min攪拌1h，制得SiO2溶膠，備用；步驟3：稱取一定量的硬脂酸置于容器中，在烘箱中調至80℃烘至完全熔化，備用；步驟4：將步驟3熔化后的硬脂酸緩緩加入步驟2：所得SiO2溶膠中，置于75℃恒溫水浴鍋中加熱，并以300~400r/min攪拌1.5h，置于恒溫干燥箱中，60℃陳化24h以上，直至完全干燥，得到相變儲能材料，備用；步驟5：將步驟4得到的相變儲能材料使用機械球磨法磨成微納米粉末，加入一定量的分散劑，加入水，攪拌均勻靜置，即得到復合相變儲熱漿體；所述復合相變儲熱漿體的相變溫度為（55±1）℃，硬脂酸飽和度為80%，具有169J/g的相變潛熱。進一步，所述步驟1中，所述無水乙醇、正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水三者體積比為10:8:15。進一步，步驟4中，硬脂酸加入量與正硅酸乙酯的質量比為3:4，進一步，所述分散劑與相變儲能材料的納米粉末的質量比為1:5。本專利技術是利用網絡狀物質為基質以維持材料的形狀、力學性能，而作為相變材料的物質嵌在網絡結構基質中，通過相變吸收和釋放能量，因此，可避免相變過程中，相變儲能材料形狀和體積的變化以及在連續相中的滲漏問題。使用二步法制成漿體，解決了傳統相變材料電熱性差和流動性差等問題。溶膠凝膠法與傳統共混方法相比，具有獨特的優點：（1）無機—有機分子之間分散非常均勻，這就使得材料具有優良的物理性能與化學性能；（2）通過控制產物的組成，實現對分子進行設計和裁剪；（3）制備過程溫度較低，容易操作。二步法的優點：（1）二步制備納米流體的方法程序簡單、方便，幾乎適用于所有類型的納米流體的制備，還可制備單步法難以得到的以一些高壓蒸氣壓的液體作為基液的納米流體；（2）二步法一般加入反絮凝劑形成雙電子層、加表面活性劑包覆微粒和使用超聲振動分散，使漿體具有良好的穩定性；（3）兩步法制備費用不高，單次制備量大，比較適合實際應用的批量制作需要。具體實施方式：下面結合具體實施例對本專利技術的技術方案作進一步說明。實施例1：步驟1：取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水，混合均勻，然后滴加HCl，調節溶液PH至3，備用；所述無水乙醇、正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水三者體積比為10:8:15；步驟2：將步驟1制備得到溶液在置于溫度為60℃恒溫水浴鍋中加熱，并以300r/min攪拌1h，制得SiO2溶膠，備用；步驟3：稱取一定量的硬脂酸置于容器中，在烘箱中調至80℃烘至完全熔化，備用；步驟4：將步驟3熔化后的硬脂酸緩緩加入步驟2：所得SiO2溶膠中，置于75℃恒溫水浴鍋中加熱，并以350r/min攪拌1.5h，置于恒溫干燥箱中，60℃陳化24h以上，直至完全干燥，得到相變儲能材料，備用；步驟5：將步驟4得到的相變儲能材料使用機械球磨法磨成微納米粉末，加入一定量的分散劑，加入水，攪拌均勻靜置，即得到復合相變儲熱漿體；所述復合相變儲熱漿體的相變溫度為（55±1）℃，硬脂酸飽和度為80%，具有169J/g的相變潛熱。所述分散劑與相變儲能材料的納米粉末的質量比為1:5。實施例2：步驟1：取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水，混合均勻，然后滴加HCl，調節溶液PH至3.5，備用；所述無水乙醇、正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水三者體積比為10:8:15。步驟2：將步驟1制備得到溶液在置于溫度為70℃恒溫水浴鍋中加熱，并以400r/min攪拌1h，制得SiO2溶膠，備用；步驟3：稱取一定量的硬脂酸置于容器中，在烘箱中調至80℃烘至完全熔化，備用；步驟4：將步驟3熔化后的硬脂酸緩緩加入步驟2：所得SiO2溶膠中，置于75℃恒溫水浴鍋中加熱，并以400r/min攪拌1.5h，置于恒溫干燥箱中，60℃陳化24h以上，直至完全干燥，得到相變儲能材料，備用；硬脂酸加入量與正硅酸乙酯的質量比為3:4步驟5：將步驟4得到的相變儲能材料使用機械球磨法磨成微納米粉末，加入一定量的分散劑，加入水，攪拌均勻靜置，即得到復合相變儲熱漿體；所述復合相變儲熱漿體的相變溫度為（55±1）℃，硬脂酸飽和度為80%，具有169J/g的相變潛熱。所述分散劑與相變儲能材料的納米粉末的質量比為1:5實施例3：步驟1：取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水，混合均勻，然后滴加HCl，調節溶液PH至2.5，備用；所述無水乙醇、正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水三者體積比為10:8:15。步驟2：將步驟1制備得到溶液在置于溫度為65℃恒溫水浴鍋中加熱，并以350r/min攪拌1h，制得SiO2溶膠，備用；步驟3：稱取一定量的硬脂酸置于容器中，在烘箱中調至80℃烘至完全熔化，備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備硬脂酸?二氧化硅復合相變儲熱漿體的方法，其特征在于，該方法具體包括一下步驟：步驟1：取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯于置于容器中，在加入一定量的蒸餾水，混合均勻，然后滴加HCl，調節溶液PH至2.5~3.5，備用；步驟2：將步驟1制備得到溶液在置于溫度為60℃~70℃恒溫水浴鍋中加熱，并以300~400r/?min攪拌1h，制得SiO2溶膠，備用；步驟3：稱取一定量的硬脂酸置于容器中，在烘箱中調至80℃烘至完全熔化，備用；步驟4：將步驟3熔化后的硬脂酸緩緩加入步驟2：所得SiO2溶膠中，置于75℃恒溫水浴鍋中加熱，并以300~400r/?min攪拌1.5h，置于恒溫干燥箱中，60℃陳化24h以上，直至完全干燥，得到相變儲能材料，備用；步驟5：將步驟4得到的相變儲能材料使用機械球磨法磨成微納米粉末，加入一定量的分散劑，加入水，攪拌均勻靜置，即得到復合相變儲熱漿體；所述復合相變儲熱漿體的相變溫度為（55±1）℃，硬脂酸飽和度為80%，具有169J/g的相變潛熱。

【技術特征摘要】
1.一種制備硬脂酸-二氧化硅復合相變儲熱漿體的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：步驟1：取一定量的無水乙醇和正硅酸乙酯置于容器中，再加入一定量的蒸餾水，混合均勻，然后滴加HCl，調節溶液pH至2.5~3.5，備用；其中，無水乙醇、正硅酸乙酯和蒸餾水三者體積比為10:8:15；步驟2：將步驟1制備得到溶液再置于溫度為60℃~70℃恒溫水浴鍋中加熱，并以300~400r/min攪拌1h，制得SiO2溶膠，備用；步驟3：稱取一定量的硬脂酸置于容器中，在烘箱中調至80℃烘至完全熔化，備用；步驟4：將步驟3熔化后的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白皓，劉雪婷，王媛媛，林升東，王聰，邱瑀，陳琴，周翟，尤佳，
申請(專利權)人：北京科技大學，
類型：發明
國別省市：北京;11