[发明专利]一种以纳米Ag包覆Ti4O7为填料的相变储能木材的制备方法

说明书

本发明公开了一种以纳米Ag包覆Ti₄O₇为填料的相变储能木材的制备方法。所属填料是一种核‑壳结构复合材料。以平均粒径20～30的纳米Ag粒子作为壳体，以平均粒径50～100纳米的Ti₄O₇为核体，制备导热复合纳米粒子。然后将其作为导热填料与PEG‑800充分混合，采用真空加压法将该相变材料对木材进行浸渍，从而制备一种可对室温进行调节的新型相变储能木材。本发明采用纳米Ag对Ti₄O₇进行包覆，使Ti₄O₇在太阳光大部分的波段下具有改善的光催化性能，然后将该复合粒子与PEG共混制备储能材料，利用真空加压法使储能材料可以通过木材微孔浸渍到细胞壁内，达到了定型封装的效果。所制备的相变储能木材具有紫外‑可见光段吸收能力，可以高效的将太阳能转化为内能，实现储‑放热功能。

(一)技术领域

本发明涉及一种以纳米Ag包覆Ti₄O₇为填料的相变储能木材的制备方法，具体涉及一种纳米纳米Ag包覆Ti₄O₇核-壳结构光催化复合粒子。

(二)背景技术

近年来，节能环保问题成为影响社会经济发展的重要因素之一。随着工业社会迅猛发展，人类对能源的需求量及依赖程度日益增强，对开发新型绿色能源、提升能源利用率、研发节能技术和材料日益重视。储能技术应运而生，它不仅可以减少工业生产能耗，回收余热，还可以把用热低谷期多余的能量转移到用热高峰期使用，此外，还能够吸收利用太阳能、地热等清洁能源。该技术能有效克服热能供求在时间、空间上的不匹配，减少不可再生化石能源消耗、提高能源利用率、减少环境污染。目前，常用的储能技术有显热储能、化学储能和潜热储热。在这些热能储存技术中，潜热储能储能密度大，储能过程中体系温度基本恒定，可对周围的环境进行温度调控，是目前最具有前景的储能方式。相变材料可在加热条件下通过物相变化吸收热能，并在冷却过程中释放热能，可根据环境温度的不同实现热能的储存和释放，有效克服了热能供给的时空限制。有机固-液相变材料是目前相对成熟的一种相变材料，其种类较多，具有广泛的温度适用范围，但也存在低导热率、密度小、易流失等不足，所以制备复合相变材料以改善单独有机固-液相变材料在实际应用中的性能成为目前研究的重点。

复合化是现代材料发展的重要趋势，通过不同材料的复合，可以实现材料性能的创新提升和协同优化。复合相变材料是将两种或者多种材料进行复合，以期克服单一相变材料在实际应用过程中导热率低、过冷及相分离现象、相变时易泄露等缺点，提高相变材料的应用价值，一般向相变材料中添加导热颗粒以增强其导热性能，金属粒子就是常见的导热填料，它不仅可以提高相变材料的导热效率，还可以提高基材的力学性能。复合化的金属粒子还可以克服自身存在的天然缺陷，发挥多种材料的优势。研究发现，Ti₄O₇具有高耐磨性质，热稳定性高，可用作石油提取润滑替代材料。Ti₄O₇粉体除了具有传统TiO₂粉体材料的高遮盖力、高分散力以及优良耐热性，其耐酸性、耐碱性、表面活性、分散性更好，且完全无磁性，加之环保无毒，符合食品级安全标准，也是一种黑度纯正的高端无机功能颜料。纳米Ag粒子热导率高、反应活性好、比表面积大、抑菌性好，且可以吸收大部分太阳光，光热转化效率高，是一种极佳的导热金属材料。但是纳米Ag由于表面活性大，颗粒极易产生软团聚，形成尺寸较大的软团聚体，从而影响纳米Ag粉及其衍生品的开发应用。如果能将Ti₄O₇和纳米Ag的优点结合起来，将纳米Ag接枝到Ti₄O₇表面，就可以制备一种分散性良好，且对太阳光具有高转化效率的核-壳纳米导热粒子。然后将其作为导热填料与聚乙二醇共混制备相变储能材料，最后将相变储能材料利用真空-加压法对木材进行浸渍，使木材获得长期高效的储能能力。本产品具有节能环保、平衡室温、可降解的特点，可用于建筑、家具、室内装饰装修，为人们营造一个绿色环保、节能舒适的工作与生活环境。

(三)发明内容