[发明专利]一种石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将相变材料与烷氧基硅烷类化合物在反应釜中混合形成油相；(2)向步骤(1)所述的油相中加入阳离子型表面活性剂，然后加入去离子水/乙醇混合溶剂作为水相，搅拌或剪切力作用下乳化，超声细化，形成细乳液，所述细乳液中油相在水相中分散形成纳米级的液滴；(3)在阴离子型表面活性剂辅助下，将石墨烯分散于去离子水中，超声分散，得到稳定的石墨烯分散液；(4)将步骤(3)所述的石墨烯分散液加入步骤(2)所述的细乳液中，其后依次加入乙醇和碱性催化剂，反应结束后得到相变纳米胶囊与水相的混合物；(5)将步骤(4)得到的混合物过滤得到相变纳米胶囊，用去离子水洗涤，干燥，得到黑色粉末状的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊；所述相变纳米胶囊为核-壳结构，所述核为芯材，其为相变材料，所述壳为壁材，其为石墨烯-二氧化硅复合材料，所述壁材中石墨烯的质量百分比为0.17％～6.67％，所述相变纳米胶囊的粒径为100～500nm；所述相变材料、烷氧基硅烷化合物和石墨烯的质量比为1:(0.5～2.5):(0.005～0.2)，所述水相与油相的质量比为(5～20):1，所述水相中水与乙醇的质量比为0.5～20:1，所述阳离子型表面活性剂的质量为水相质量的0.1～1％，所述阴离子型表面活性剂的质量为离子水的质量的0.3～6.67％，所述步骤(4)中加入乙醇的质量与步骤(3)中所加入的去离子水的质量比为1:2。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)～步骤(4)均在加热条件下进行，加热温度为高于相变材料熔点5～10℃。

3.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述的相变材料为石蜡、C12-28的正构烷烃中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)与步骤(3)中超声功率为120～240W，超声时间为0.5～2h。

5.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，所述烷氧基硅烷类化合物选自正硅酸四乙酯、甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述阳离子型表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述阴离子型表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚苯乙烯-马来酸酐钠盐中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的石墨烯-二氧化硅复合壁材相变纳米胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述碱性催化剂选自氨水、乙二胺、氢氧化钠以及三乙胺中的一种或几种。