[发明专利]一种高温相变复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其是涉及一种多孔石墨/碳纳米管/无机盐高温相变复合材料制备方法。

背景技术

随着全球工业的迅猛发展，矿物能源枯竭和环境污染等问题越来越突出，特别是现在人类对能源的需求日益增加，在生产和生活中对能源的浪费现象严重，又不能有效地利用自然界中的能源(如太阳能)，相变材料作为一种储能材料可以将这些浪费的能源或自然能源储存起来，根据不同的需要释放出来，使能源得到合理的利用，其应用领域主要包括太阳能热发电、工业热利用以及余热回收、电力调峰、建筑节能、农业温室、航空航天器材等。针对太阳能热发电，高温工业炉蓄热室等方面的需求，高温相变储能材料成为日益受到重视的新型材料。无机盐类相变材料具有熔点高，相变过程中体积变化小，相变潜热大，价格便宜等优点，是目前应用最多的高温相变储能材料。然而，无机盐类高温相变储能材料普遍具有传热性能低等缺点，如氯化物容易腐蚀容器，有些碳酸盐容易分解，液态时粘度大，氟化物相变时体积变化大等，在应用中受到了很大的限制。所以提高相变储能材料的导热系数，解决其与仪器相容性等问题成为相变材料广泛应用的关键。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺合理、操作简单的高温相变复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高温相变复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将两种无机盐加入到去离子水中充分搅拌，使其完全溶解，得到无机混合盐饱和溶液；

(2)称取碳材料，将其置于洗净干燥的蒸发皿中；

(3)将无机混合盐水溶液缓慢滴入到碳材料中，并不断搅拌，得到碳材料/无机盐混合溶液，然后进行超声处理，得到碳材料分散均匀的混合溶液；

(4)将混合溶液置于干燥箱中，将水分完全干燥，取出研磨后即得到产品。

所述步骤(1)中的无机盐包括硝酸盐、氯化物或碳酸盐。

所述步骤(1)中的两种无机盐优选硝酸钠与硝酸锂。

所述步骤(1)中的两种无机盐的重量比为1∶9～9∶1。

所述步骤(1)中的无机混合盐饱和溶液的浓度为10～60wt％。

所述步骤(2)中的碳材料为多孔石墨或碳纳米管。

所述步骤(3)中的碳材料的量为无机混合盐的1～99wt％。

所述步骤(3)中的超声处理的时间为5～20min。

所述步骤(4)中干燥箱温度为40～100℃，干燥时间为24～48h。

与现有技术相比，本发明制备得到的多孔石墨/碳纳米管/无机盐高温相变复合材料及其制备方法工艺合理，操作简单，解决了无机盐高温相变材料导热性能差，容易腐蚀容器等的问题，制得的相变复合材料性能优良，可满足不同的应用需求，适合工业化生产。

附图说明

图1为实施例1的工艺流程图；

图2为实施例1得到产品的导热系数随温度的变化曲线；

图3为实施例2的工艺流程图；

图4为实施例2得到产品的导热系数随温度的变化曲线；

图5为实施例3得到产品的导热系数随温度的变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种多孔石墨/无机盐高温相变复合材料的制备方法，其工艺流程如图1所示，该方法包括以下步骤：

(1)按质量比4.5∶5.5分别称取30g的NaNO₃(13.5g)和LiNO₃(17.5g)，加入50mL的去离子水，充分搅拌至完全溶解，配制成浓度为37.5％的NaNO₃-LiNO₃(4.5-5.5)饱和溶液，标记为A。

(2)将洗净且干燥的蒸发皿置于电子天平上清零后准确称量0.5g多孔石墨。

(3)取步骤(1)中的A溶液13.3g(含有混合盐质量5g)，缓慢滴加到多孔石墨中，并不断搅拌，使无机盐溶液充分被多孔石墨吸收，超声处理后得到多孔石墨/NaNO₃-LiNO₃(4.5-5.5)混合溶液。