[发明专利]一种有机物填充有序孔氧化铝模板的复合相变储能材料的制备方法

说明书

一种有机物填充有序孔氧化铝模板的复合相变储能材料的制备方法，它涉及一种复合相变储能材料的制备方法。本发明是要解决现有的无机多孔材料的孔径分布呈现随机取向，在浸渍过程中，容易发生胀裂现象，吸附形成的复合相变材料均匀性较差，热导率低的技术问题。本发明：一、制备Al₂O₃溶胶；二、制备陶瓷浆料；三、定向冷冻；四、制备复合相变材料。本发明采用冷冻注模成型制备了一种具有定向孔结构的Al₂O₃模板，并采用熔融浸渍工艺完成了相变材料的浸渍。实验结果证明，本发明制备的Al₂O₃模板具有很好的封装性能，制备的复合相变材料具有较高的储能密度。

技术领域

本发明涉及一种复合相变储能材料的制备方法。

背景技术

相变储能具有储热密度高的显著优势，对于提高能源的利用效率具有重要意义。在实际应用中，相变储能材料在固-液相变过程中，容易发生液态渗漏问题。针对渗漏问题，主要的解决手段有三种：第一，将相变储能材料吸附于无机多孔材料当中形成复合相变材料；第二，将相变储能材料包裹在有机高分子形成的微胶囊当中；第三，将相变材料与高分子材料复合制备成高分子基复合定型相变材料。对于第一种方法，常用的无机多孔材料有泡沫炭(carbon foam)、硅藻土(diatomite)、蒙脱土(montmorillonoid)等。这些无机多孔材料的孔径分布往往呈现随机取向，在浸渍过程中，容易发生胀裂现象，吸附形成的复合相变材料均匀性较差，在热量传递过程中，要不断的经过相变材料与无机多孔材料形成的界面，降低了热导率。

冷冻注模成型工艺的基本原理为：将浆料放置在一个平面冷源上，冷源会在浆料内部形成一个定向的温度梯度，溶剂会沿着温度梯度的方向进行定向凝固，形成“冰晶”，然后采用真空冷冻干燥的方式，使溶剂直接从固态升华至气态，形成孔隙结构，而溶质则形成孔壁。

发明内容

本发明是要解决现有的无机多孔材料的孔径分布呈现随机取向，在浸渍过程中，容易发生胀裂现象，吸附形成的复合相变材料均匀性较差，热导率低的技术问题，而提供一种有机物填充有序孔氧化铝模板的复合相变储能材料的制备方法。

本发明的有机物填充有序孔氧化铝模板的复合相变储能材料的制备方法是按以下步骤进行的：

一、制备Al₂O₃溶胶：将仲丁醇铝溶解在水中，得到混合溶液，在90℃～95℃水浴和搅拌条件下回流1h～1.5h，然后加入稀硝酸，继续在90℃～95℃水浴和搅拌条件下回流9h，自然冷却至室温，得到Al₂O₃溶胶；所述的仲丁醇铝与水的摩尔比为1:(60～100)；所述的稀硝酸的质量浓度为65％～68％；所述的稀硝酸与混合溶液的体积比为1:(50～55)；

二、制备陶瓷浆料：将步骤一制备的Al₂O₃溶胶在50℃条件下回流10min～30min，加入粘结剂，在50℃条件下搅拌回流5min～10mim，再加入分散剂，在50℃条件下搅拌回流5min～10mim，再加入Al₂O₃粉末，然后在50℃水浴和搅拌条件下回流2h～2.5h，自然冷却至室温，得到Al₂O₃浆料；所述的Al₂O₃浆料中Al₂O₃的质量分数为10％～30％；所述的粘结剂的质量与步骤一制备的Al₂O₃溶胶和步骤二中加入的Al₂O₃粉末的总质量的比为1:(65～70)；所述的分散剂与Al₂O₃浆料中Al₂O₃的质量比为1:(20～25)；