【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及相變儲能材料，具體為一種無機鹽相變蓄冷材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、相變材料/相變儲能材料(pcm)屬于能源材料的范疇。廣義來說，是指能被利用其在物態(tài)變化時所吸收(放出)的大量熱能用于能量儲存的材料。狹義來說，是指那些在固-液相變時，儲能密度高，性能穩(wěn)定，相變溫度適合和性價比優(yōu)良，能夠被用于相變儲能技術(shù)的材料。顯然，相變儲能(熱和冷)技術(shù)是以相變儲能材料為基礎(chǔ)的高新技術(shù)，因為它儲能密度大且輸出的溫度和能量相當穩(wěn)定，所以具有顯熱儲能難以比擬的優(yōu)點。目前，相變儲能技術(shù)可作為工業(yè)節(jié)能系統(tǒng)和高新技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)，用以滿足人們對系統(tǒng)和產(chǎn)品的特殊性能及成本的要求。
2、定形相變儲能材料，在相變前后均能維持原來的形狀(固態(tài))，可分為固-固定形相變儲能材料和固-液定形相變儲能材料。定形相變材料獨有的性能使其具有廣闊的應(yīng)用前景，在建筑節(jié)能領(lǐng)域用作隔熱保溫墻體材料。固-固相變材料主要有高密度聚乙烯和層狀鈣鈦及無機鹽類等。固-液定形相變儲能材料實際上是一類復(fù)合相變材料，主要是由兩種成分組成：一是工作物質(zhì)；二是載體基質(zhì)。工作物質(zhì)利用它的固-液相變進行儲能，可以是各類固-液相變材料，如石蠟、硬脂酸、水合鹽、無機鹽等。載體基質(zhì)主要是用來保持材料的不流動性和可加工性。各種定形相變儲能材料被研制出來，如石蠟/高密度聚乙烯定性相變材料、不同凝膠率的交聯(lián)定形相變儲能材料、新型無機鹽/陶瓷基超微結(jié)構(gòu)定形儲能材料等。
3、相變材料的研究越來越廣泛，有些相變材料也實現(xiàn)了商品化，但人們對高潛熱相變材料的穩(wěn)定性和可靠性問題的研究一
4、無機鹽/水合鹽類相變材料具有較高的潛熱密度，可供選擇的熔點范圍也很廣，是很有應(yīng)用前景的相變材料。但在研究和實驗過程，經(jīng)多次熔化-凝固熱循環(huán)后，混合物就出現(xiàn)相分層和過冷現(xiàn)象，循環(huán)穩(wěn)定性較差，相變性能惡化，長期以來成為無機鹽/水合鹽類潛熱儲熱技術(shù)需要解決的最主要的難題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種無機鹽相變蓄冷材料及其制備方法，以解決
技術(shù)介紹
中提出的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種無機鹽相變蓄冷材料，由以下重量份原料制成：
4、多種無機鹽32-48份；
5、改性成核劑2.8-3.4份；
6、增稠劑78-86份；
7、超純水64-96份；
8、微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材280-350份。
9、進一步的，所述多種無機鹽為氯化鎂、硫酸鋁銨、硫酸鋁鉀、硝酸鎂和硝酸鋁中的兩種或三種。
10、進一步的，所述多種無機鹽的各種鹽的摩爾比為(0.7-0.8):(0.2-0.3)或(0.6-0.67):(0.2-0.3):(0.03-0.2)。
11、進一步的，所述改性成核劑制備步驟如下：
12、a1、將膨脹石墨和鹽酸多巴胺浸入三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液中，并在室溫下攪拌24h，制得eg@pda初始骨架；
13、所述三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液的ph為7.8-8.4；
14、需要說明的是，膨脹石墨(eg)是一種疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì)，具有大量的網(wǎng)絡(luò)狀微孔結(jié)構(gòu)，其大比表面積、高的表面活性和內(nèi)部具有的大量獨特的網(wǎng)絡(luò)狀微孔結(jié)構(gòu)，使得其具有良好的吸附、包覆和導(dǎo)熱性能。鹽酸多巴胺發(fā)生氧化自聚形成聚多巴胺并黏附和填充在膨脹石墨表面和空隙中，制得的eg@pda初始骨架具有大量的活化點位，借助毛細作用和范德華力將飽和液態(tài)共晶水合鹽吸附在內(nèi)部孔隙中，減輕相變材料的泄漏的同時，能夠減小相變材料的過冷度，在相變過程中具有明顯的介孔限域作用，有效抑制相分離，提高長期使用的循環(huán)穩(wěn)定性，且不影響共晶無機鹽的相變潛熱。
15、a2、向agno3溶液中加入氨水，制得銀氨溶液，將eg@pda初始骨架和聚乙烯吡咯烷酮被添加銀氨溶液中，磁力攪拌1h后，將葡萄糖溶液加入混合溶液中，在40℃的水浴中攪拌12h，離心，洗滌，干燥，制得改性成核劑。
16、需要說明的是，將納米銀顆粒負載修飾到eg@pda初始骨架上，納米銀顆粒具有高導(dǎo)熱性，能夠在整體上提高相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)，并且具有抗菌特性，一定程度上在非儲冷非潔凈環(huán)境中可防止相變材料發(fā)霉。
17、進一步的，所述agno3溶液濃度為0.01-0.04mol/l；氨水質(zhì)量分數(shù)為0.5-2％；所述葡萄糖溶液濃度為0.02-0.08mol/l。
18、進一步的，所述膨脹石墨、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液的用量比為(0.08-0.1)g:(0.34-0.4)g:(12-15)ml；所述agno3溶液、氨水、eg@pda初始骨架、聚乙烯吡咯烷酮和葡萄糖溶液的用量比為3ml:10ml:(0.03-0.05)g:3.2mg:3ml。
19、進一步的，所述增稠劑為硼砂、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、膨潤土、淀粉、瓜爾膠、果膠、動物膠中的一種或幾種。
20、需要說明的是，在水合鹽儲能材料中加入適當?shù)脑龀韯鰪娙芤旱酿ば裕挂后w中的固體顆粒能較均勻地分布在溶液中而不沉積到底部，克服晶液分離(相分離)。
21、進一步的，所述微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材由微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材預(yù)備液原位聚合包裹形成，微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材預(yù)備液制備步驟如下：
22、將丙酮、親脂性乳化劑、輔助乳化劑、甲基丙烯酸甲酯單體和穩(wěn)定劑放入反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜溫度控制在40℃，得到微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材；
23、需要說明的是，微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材是在固-液相變材料微粒表面包覆一層性能穩(wěn)定的高分子膜，通過對芯材的封裝，在微膠囊形成過程中將水合鹽相變主材與外界隔離，與外界進行能量交換，實現(xiàn)能量的存儲與釋放，構(gòu)成具有核殼結(jié)構(gòu)的無機鹽相變儲冷材料。相變過程中，作為內(nèi)核的相變材料發(fā)生固、液相轉(zhuǎn)變，外層的高分子膜保持固態(tài)，提高相變材料整體的循環(huán)穩(wěn)定性。將多種鹽相變主材限制在一定區(qū)域內(nèi)，使其無法團聚，達到提高無機鹽分散性能的目的；同時，微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材為多種鹽相變核材提供了相對較大的成核比表面積，加速了芯材的結(jié)晶，降低核材過冷度。
24、需要再次說明的是，一方面，選擇單體聚合法的包封率較高，有害殘余物排放量較低，對工業(yè)生產(chǎn)友好，不易發(fā)生劣質(zhì)包封率導(dǎo)致的芯泄漏或內(nèi)爆。此外，微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材能夠形成較大尺寸的無機鹽相變儲冷材料微粒，較小的粒徑容易導(dǎo)致熱力學(xué)不穩(wěn)定的乳液和較大的聚合熱，不能快速分散并導(dǎo)致微膠囊爆裂，相變主材料表面生成不完整涂層，導(dǎo)致芯泄漏、壁厚不均勻以及熱焓降低。
25、所述穩(wěn)定劑為六方氮化硼納米片。
26、需要說明的是，六方氮化硼納米片作為高導(dǎo)熱納米粒子穿插在微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材中，賦予無機鹽相變儲冷材料一定的抗本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：由以下重量份原料制成：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述多種無機鹽為氯化鎂、硫酸鋁銨、硫酸鋁鉀、硝酸鎂和硝酸鋁中的兩種或三種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：多種無機鹽的各種鹽的摩爾比為(0.7-0.8):(0.2-0.3)或(0.6-0.67):(0.2-0.3):(0.03-0.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述改性成核劑制備步驟如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述AgNO3溶液濃度為0.01-0.04mol/L；氨水質(zhì)量分數(shù)為0.5-2％；所述葡萄糖溶液濃度為0.02-0.08mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述膨脹石墨、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液的用量比為(0.08-0.1)g:(0.34-0.4)g:(12-15)mL；所述AgNO3溶液、氨水、EG@PDA初始骨架、聚乙烯吡咯烷酮和
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述增稠劑為硼砂、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉、膨潤土、淀粉、瓜爾膠、果膠、動物膠中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材由微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材預(yù)備液原位聚合包裹形成，微膠囊改性摻雜穩(wěn)定殼材預(yù)備液制備步驟如下：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述丙酮、親脂性乳化劑、輔助乳化劑、甲基丙烯酸甲酯單體和穩(wěn)定劑的用量比為(3.8-5.5)mL:(4-6)g:0.5g:(5.7-8.3)mL:(3-5)mg。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的無機鹽相變蓄冷材料的制備方法，其特征在于：具體如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：由以下重量份原料制成：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述多種無機鹽為氯化鎂、硫酸鋁銨、硫酸鋁鉀、硝酸鎂和硝酸鋁中的兩種或三種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：多種無機鹽的各種鹽的摩爾比為(0.7-0.8):(0.2-0.3)或(0.6-0.67):(0.2-0.3):(0.03-0.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述改性成核劑制備步驟如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述agno3溶液濃度為0.01-0.04mol/l；氨水質(zhì)量分數(shù)為0.5-2％；所述葡萄糖溶液濃度為0.02-0.08mol/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機鹽相變蓄冷材料，其特征在于：所述膨脹石墨、鹽酸多巴胺和三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液的用量比為(0.08-0.1)g:(...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：穆世慧，趙曙光，唐文彬，
申請(專利權(quán))人：北京民利儲能技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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