[发明专利]一种复合石蜡相变材料及其制备方法

说明书

一种复合石蜡相变材料及其制备方法，制备复合石蜡相变材料的方法包括：将氧化石墨分散液与石墨纳米片混合超声分散形成分散液；其中，氧化石墨与石墨纳米片的质量比为1:1～20。将还原剂与分散液混合后加入到三聚氰胺泡沫中，其中，还原剂与氧化石墨的质量比为1‑5:1；挤压三聚氰胺泡沫以使三聚氰胺泡沫吸收分散液；将吸收分散液的三聚氰胺泡沫在70‑200℃的条件下反应得到水凝胶。将水凝胶透析后冻干得到气凝胶，在惰性气体的保护下将气凝胶在500‑3000℃的条件下碳化得到碳化物。将碳化物在60‑100℃及真空条件下浸渍在液态石蜡中。该方法简单，能制备得到导热性能好且储能密度较高的的复合石蜡相变材料。

技术领域

本发明涉及复合相变材料领域，且特别涉及一种复合石蜡相变材料及其制备方法。

背景技术

随着人口的增长和工业的发展，化石燃料的消耗越来越多。由于化石燃料是一种不可再生资源，并且在其使用过程中产生大量的污染物，由此引发的能源危机和环境问题日益严重。如何减少化石燃料的使用，就成为了解决能源和由此引发的环境问题的关键。而相变材料可以作为储能材料应用于建筑、交通、制造业等领域，可以吸收工业生产中产生的废热，或实现热能供应或需求的热管理，从而调节其间的不匹配，进而缓解环境和能源问题。并且，其在军事、航空航天等领域也有着广阔的应用前景。

其中，有机相变材料作为一种性能优异的材料，具有储能密度大等优点，在低温储能领域具有广阔的应用前景。为了解决其导热性能差的缺点，往往将导热填料引入其中，例如：金属填料、陶瓷填料或碳基填料。碳基填料以其热导率高、密度低等优异的性能而受到了广泛地关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备复合石蜡相变材料的方法，该方法简单，能制备得到导热性能好且储能密度较高的的复合石蜡相变材料。

本发明的另一目的在于提供一种复合石蜡相变材料，其具有三维网络结构，具有较高的导热性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种制备复合石蜡相变材料的方法，包括：

将质量浓度为0.1～10mg/mL的氧化石墨分散液与石墨纳米片混合超声分散形成分散液；其中，氧化石墨与石墨纳米片的质量比为1:1～20；

将还原剂与分散液混合后加入到三聚氰胺泡沫中，其中，还原剂与氧化石墨的质量比为1-5:1；挤压三聚氰胺泡沫以使三聚氰胺泡沫吸收分散液；将吸收分散液的三聚氰胺泡沫在70-200℃的条件下反应得到水凝胶；

将水凝胶透析后冻干得到气凝胶，在惰性气体的保护下将气凝胶在500-3000℃的条件下碳化得到碳化物；

将碳化物在60-100℃及真空条件下浸渍在液态石蜡中。

一种复合石蜡相变材料，其由上述的制备复合石蜡相变材料的方法制得。

本发明实施例的有益效果是：

氧化石墨的双亲性将石墨纳米片较好地分散在溶液中。氧化石墨在还原剂和70-140℃的条件下可以发生氧化还原反应生成部分还原的氧化石墨，并同时与石墨纳米片一起复合生成水凝胶，结合在三聚氰胺泡沫作骨架上。

将水凝胶透析后冻干得到气凝胶，在惰性气体的保护下，气凝胶中的部分三聚氰胺泡沫在500-3000℃的温度下碳化得到碳化物，部分还原的氧化石墨进一步还原，石墨纳米片和进一步还原的部分还原氧化石墨及三聚氰胺碳化物一起形成三维骨架，从而实现了GNPs碳化物三维网络结构的搭接。避免了起主要导热效果的GNPs碳化物团聚，从而添加少量的碳化物即可使得复合石蜡相变材料具有较高的导热性能，且能实现较高的储能密度。

附图说明