[发明专利]一种复合储热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及一种复合储热材料及其制备方法。

背景技术

储热技术是为了平衡许多能源利用系统中存在的不协调的供能和耗能之间关系的，避免不合理的能量利用及大量的能量浪费。广义上的储热技术包括储热技术和储冷技术两种，其中储热技术包括显热储热和相变储热。显热储热是利用材料自身的比热容来储存/释放热能，而相变储热是利用相变材料PCM（phase change materials）发生相变时进行的吸/放热能量转化方式来储存/释放热能。

相变储热材料具有储热密度高、充放热过程中温度变化较小等优点，备受广泛关注。相变储热材料可分为有机类、熔融盐类、合金类和复合类储热材料等。其中，复合类储热材料可以兼具不同种类储热材料的优点，取长补短，增大其应用领域。然而，复合储热材料的制备工序复杂，限制其实际应用。

发明内容

要解决的技术问题是：为了解决复合储热材料的制备工序复杂的问题，提高一种复合储热材料及其制备方法，该复合储热材料具备良好的应用性能，同时该制备工艺简便，适合复合储能材料的实际应用。

技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种复合储热材料，该复合储热材料包括：纳米碳管、泡沫镍、有机海泡石、氧化铝、氧化锶和储热材料。

优选的，所述储热材料的质量分数为20~40wt%，所述储热材料为聚乙二醇、三羟甲基乙烷和新戊二醇的一种。

优选的，所述纳米碳管、泡沫镍、有机海泡石、氧化铝和氧化锶的质量比为2~3：2~4：1~4：0.1~1：0.2~1.5。

优选的，所述纳米碳管、泡沫镍、有机海泡石、氧化铝和氧化锶的质量比为3：2：4：0.5：0.5。

上述所述的一种复合储热材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米碳管、泡沫镍、有机海泡石、氧化铝和氧化锶的质量比为2~3：2~4：1~4：0.1~1：0.2~1.5混合，加入适量的水，置于微波反应釜中，反应温度为110~180℃，反应时间为15~30min；

2）步骤1）反应完毕后，进行抽滤，洗涤，于60℃干燥8h；

3）将步骤2）中干燥后的粉末加入熔融的储热材料中，保持混合物中储热材料的质量分数为20~40wt%，于70℃下搅拌3h，冷却后便得到复合储热材料。

优选的，步骤3）中所述储热材料为聚乙二醇、三羟甲基乙烷和新戊二醇的一种。

本发明具有以下有益效果：本发明提供一种复合储热材料及其制备方法，由于该复合材料为有机复合储热材料，既有效的改善了有机类储热材料的低导热率，同时也减少合金的使用量，降低生产成本；同时，该复合材料采用微波加热及搅拌混合的方法，微波加热法是一种高效的制备方法，可缩短制备周期，提高生产效率，并且制备方法简单，适宜实际工业应用。

具体实施方式：

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

一种复合储热材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米碳管、泡沫镍、有机海泡石、氧化铝和氧化锶的质量比为2：2：1：0.1：0.2混合，加入适量的水，置于微波反应釜中，反应温度为110~℃，反应时间为15min；

2）步骤1）反应完毕后，进行抽滤，洗涤，于60℃干燥8h；

3）将步骤2）中干燥后的粉末加入熔融的聚乙二醇储热材料中，保持混合物中储热材料的质量分数为20wt%，于70℃下搅拌3h，冷却后便得到复合储热材料。

所得的复合储热材料的导热系数为63W/(m· k)，相变潜热为97.5J/g。

实施例2

一种复合储热材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米碳管、泡沫镍、有机海泡石、氧化铝和氧化锶的质量比为3：4：4：1：1.5混合，加入适量的水，置于微波反应釜中，反应温度为180℃，反应时间为30min；

2）步骤1）反应完毕后，进行抽滤，洗涤，于60℃干燥8h；

3）将步骤2）中干燥后的粉末加入熔融的三羟甲基乙烷储热材料中，保持混合物中储热材料的质量分数为40wt%，于70℃下搅拌3h，冷却后便得到复合储热材料。

所得的复合储热材料的导热系数为71W/(m· k)，相变潜热为86.9J/g。

实施例3

一种复合储热材料的制备方法，包括以下步骤：