[发明专利]一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料，其特征在于，微胶囊壁材为结晶态氧化锆或经元素掺杂的结晶态氧化锆，微胶囊芯材为有机相变储能材料，其种类为高级脂肪醇、酸、酯和石蜡等有机固－液相变储能材料；制备的微胶囊相变储能材料的平均粒径为0.5～3μm，胶囊壁厚为0.15～0.3μm。 

2.按照权利要求1所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料，其特征在于，微胶囊在紫外和近红外波段有强烈地吸收，在可见光波段无吸收；同时具有光致发光特性，在296nm和377nm波长的光激发下有500nm左右的可见光发射，在980nm的近红外光激发下亦产生600～700nm的可见光。 

3.按照权利要求1所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料，其特征在于，结晶态氧化锆或经元素掺杂的结晶态氧化锆壁材占微胶囊整体质量的质量百分比为30～70wt.％，芯材相变储能材料所占质量百分比为30～70wt.％。 

4.按照权利要求1－3所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述微胶囊壁材为结晶态氧化锆或经元素掺杂的结晶态氧化锆，其晶型包括单斜相、四方相、立方相和其他氧化锆晶型的任意一种、两种或两种以上结晶组合方式；掺杂的元素为以下元素中的任意一种、两种或是两种以上的组合存在，掺杂的元素包括金属元素类的Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Fe、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Ag、Cd、In、Sn、Ba，稀土元素类的Er、Yb、Tm、Eu、Sm，和非金属元素类的Si、F、C、P、S、N、Cl、Br；所掺杂的元素占氧化锆整体质量的质量百分比为0.01～10wt.％。 

5.按照权利要求1－5所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，合成反应体系的原料组成及质量百分比为： 

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6.按照权利要求1－6所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，制备工艺过程为：(1)在合成温度高于有机脂肪烷烃相变温度5～10℃和搅拌速度为300～600rpm的条件下，将有机脂肪烷烃、乳化剂加入到非水溶剂相中，经2～3h搅拌后，得到稳定的O/W乳液；(2)加入锆前驱体，如需掺杂元素，则同时加入该 元素的无机盐，在均匀搅拌下，反应1～2h；(3)加入微量水作为引发剂，同时加入结晶促进剂，将混合乳液升温至70℃，反应10～16h；(4)停止搅拌，保温6～8h；(5)将反应后的悬浮液自然冷却至室温，用石油醚、去离子水、乙醇依次洗涤2～3次，得到结晶态氧化锆或经元素掺杂的氧化锆包覆有机相变储能材料的微胶囊粉末。 

7.按照权利要求5－7所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，合成采用的氧化锆无机前驱体为正丙醇锆、异丙醇锆、正丁醇锆、叔丁醇锆其中的一种，其组分占全部原料质量的质量百分比为3.0～5.4wt.％。 

8.按照权利要求5－7所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，反应溶剂体系为非水体系，包括乙醇/乙酰丙酮体系(体积比为1:1)、乙醇/乙腈体系(体积比为1:1)及甲酰胺其中任意的一种，其组分占全部原料质量的质量百分比为42.9～53.1wt.％。 

9.按照权利要求5－7所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，反应所采用的乳化剂为非离子型表面活性剂，包括Span80、Span60、Tween80、Tween60、环氧乙烯–环氧丙烯–环氧乙烯嵌段共聚物(PEO–PPO–PEO)其中的一种或两种的混合，其组分占全部原料质量的质量百分比为0.2～0.5wt.％。 

10.按照权利要求5－7所述的一种具有光致发光特性的微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，结晶促进剂为无机盐类或酸，包括NaF、NH₄F、H₃PO₄、H₂SO₄、HCl、H₂O₂，其组分占全部原料质量的质量百分比为0.2～0.5wt.％。