[发明专利]一种蓄热用纳米智能纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种蓄热用纳米智能纤维的制备方法，以掺杂有铯钨青铜的聚乙烯醇缩丁醛作为壳层，以正十八烷作为芯层，通过同轴静电纺丝的方法制备壳层负载铯钨青铜的核壳结构纳米智能纤维。本发明的纳米智能纤维无毒，相变潜热高，热稳定性强，可以有效地吸收近红外光，将太阳能转化为热能，且工艺流程简单，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种蓄热用纳米智能纤维的制备方法。

背景技术

智能纤维是将功能材料与人造纤维相结合制成的，可以对机械力、电、光、热等各种外界刺激做出反应。各种智能纤维已被报道用于护肤品、创面敷料、生理参数监测、除臭剂织物和储能等领域。特别是储能纤维引起了许多研究者的广泛关注。

相变材料是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。目前已经被应用于太阳能储能、纺织服装、食品包装、建筑等领域。相变材料包括无机、有机化合物和有机与无机的混合物。然而，无机的相变材料受到过冷、相分离和腐蚀电位等缺陷的限制。正十八烷具有高潜热、过冷度低的优点，是一种很好的蓄热材料，但与其他固液相变材料一样，相变过程中不可避免的泄漏，阻碍了其在蓄热领域的应用。

静电纺丝是获得超细纤维的一种简便易行的方法，制得的纤维具有直径小、重量轻、比表面积高等优点。为了获得热稳定不易泄露的相变材料，可以采用同轴静电纺丝技术，使用同轴针头进给壳层溶液和芯层溶液，得到具有核壳结构的纳米纤维，具有良好的热稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓄热用纳米智能纤维的制备方法，工艺流程简单，制得的纳米智能纤维无毒，相变潜热高，热稳定性强，可以有效地吸收近红外光，将太阳能转化为热能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种蓄热用纳米智能纤维的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将铯钨青铜加入到乙醇中，超声2小时，然后加入聚乙烯醇缩丁醛，搅拌24小时后得到壳层溶液；

步骤二、控制环境温度为50 ℃，将步骤一所述壳层溶液和芯层溶液分别移至10 mL注射器的针管中，并将注射器固定于进样器上，将针管与同轴针头连接，同轴针头与高压直流电源的正极连接，包裹着铝箔的接收滚筒与高压直流电源的负极连接，调节接收滚筒与针头的距离，调节壳层溶液和芯层溶液的进样速度，提供电压即可在铝箔上收集核壳结构的纳米智能纤维。

本发明以掺杂有铯钨青铜（Cs_xWO₃）的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）作为壳层，以正十八烷作为芯层，通过同轴静电纺丝的方法制备壳层负载铯钨青铜的核壳结构纳米智能纤维。本发明的纳米智能纤维无毒，相变潜热高，热稳定性强，可以有效地吸收近红外光，将太阳能转化为热能，且工艺流程简单，具有广泛的应用前景。

作为优选，所述壳层溶液中铯钨青铜浓度为3 wt％～9 wt％，聚乙烯醇缩丁醛浓度为10 wt％。

作为优选，步骤二，所述壳层溶液的进样速度为0.5 mL/h，芯层溶液的进样速度为0.08 mL/h。

作为优选，步骤二，调节高压直流电源的正压为14.4 kV，负压为-1.9 kV，即可在铝箔上收集核壳结构的纳米智能纤维。

作为优选，步骤二，调节接收滚筒与针头的距离为11cm。

作为优选，所述芯层溶液为熔化后的正十八烷。

作为优选，所述纳米智能纤维的细度为160-460nm。

一种蓄热用纳米智能纤维，采用上述的制备方法制备而成。

本发明的有益效果是：

1)利用同轴静电纺丝技术制备了负载铯钨青铜的核壳结构纳米智能纤维，制备工艺流程简单，无毒，对环境友好；