[发明专利]一种多元基体复合相变储能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，该方法所需材料来源均来源广泛，在我国很容易得到，生产成本低，价格低廉，简单易行，利于工业化应用。该方法包括步骤1，多元基体制备：1.1生物质固体废弃物基体制备，1.2铁尾矿基体制备，1.3硅藻土基体制备；步骤2，多元基体复合相变储能材料制备的过程。本发明还公开了使用该方法制备的多元基体复合相变储能材料，该复合相变储能材料既能提高固体废弃物综合利用水平，又能解决相变材料泄漏和有机相变材料导热性差等问题，具有固体废弃物利用水平高，导热性能好，对相变材料的封装承载率高的主要功能优点。

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，具体涉及一种基于生物质固体废弃物、铁尾矿固体废弃物与硅藻土耦合而成多元基体的、低温有机相变体系下的复合相变储能材料及制备方法。

背景技术

工业固体废弃物是指在工业生产过程中产生的尾矿、赤泥、钢铁渣、有色冶炼渣、粉煤灰、煤矸石、工业副产石膏等固体废物。据《中国矿产资源节约与综合利用报告(2015年)》报道，我国目前矿山固体废弃物堆存量接近600亿t，其中废石堆存438亿t，75％来源于煤矸石和铁铜开采过程；其中尾矿堆存146亿t，83％为铁矿、铜矿、金矿的尾矿。铁矿废石是产生量和堆存量最大的一类废石，其中铁尾矿所占比重最大，约占尾矿总量的50％，而其利用率却只有不到20％。矿山固体废弃物大量排放，不仅占用了大量土地，耗费人力和财力，而且有些固体废弃物中含有的重金属离子等有害物质，还会对大气、土壤、地表水及地下水产生严重污染，威胁人类身体健康。现阶段节能减排，环境保护和可持续发展的客观要求，使得如何实现固体废弃物地无害化、减量化、资源化处理处置，降低其造成的生态环境危害，成为固体废弃物研究的热点之一。

目前对于对铁尾矿的利用主要集中在再选回收铁、回收有价元素、充填材料、复垦造地、建筑用砖、路基材料、生物工程等，目前铁尾矿综合利用水平不高，高端高附加值产品较少。

此外，中国生物质固体废弃物资源极为丰富，单单秸秆年产量突破8×10⁸t，然而长期以来生物质固体废弃物作为一种优质资源却没有得到充分合理的利用，其中大量的秸秆被丢弃、焚烧，不仅造成了资源浪费，还污染了大气环境，这些问题的存在引起了全社会的广泛关注。目前生物质固体废弃物的利用主要集中在生物柴油、燃料乙醇、沼气发电、生物塑料和固化成型燃烧发电等方面的常规应用。

除了常规的综合利用外，在热存储方面，相变储能材料是利用材料的相态变化来进行热能存储，与传统显热储能材料相比，不仅储能密度大且整个过程近似恒温，因此在可再生能源开发利用领域及电能削峰填谷等方面具有极其广阔的应用前景，正成为新的应用热点，日益引起人们的重视。专利CN107236524A核桃壳储存石蜡的制备方法；专利CN108690564A和CN108676550A公开了一种利用椰壳、果壳及其它生物质活性炭来制备多孔材料与水合无机盐复合制备相变储能材料的方法；专利CN107195925A工开了一种蔗糖渣或葡萄糖来制备燃料电池与石蜡相变材料复合制备基于相变材料的生物质燃料电池的方法；专利CN106010551A公开了一种以作物秸秆、树叶、树皮，马铃薯淀粉废渣，醋渣，酒渣，动物粪便等制备成添加剂，将相变材料与黏土混合在一起制备黏土基热相变多功能材料的方法；CN104098318A公开了一种核桃壳活化成多孔材料，与建筑石膏板基材及石蜡或十二醇相变材料混合制备生物质多孔相变调温调湿材料的方法；专利CN105327659A公开了一种以酚醇液化树脂为壁材，相变材料石蜡为芯材的生物质酚醇液化树脂相变微胶囊制备方法；专利CN106987232A公开一种竹粉、木粉、玉米秸秆为载体的相变材料的制备方法；专利CN108439868A公开了一种竹粉、木粉、玉米秸秆中的一种或混合物为载体与相变材料混合制备自修复生态水泥道路材料的制备方法。