[发明专利]提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料及其制备方法

说明书

本发明涉及提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料及其制备方法，属于复合相变储能材料技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种导热性能好的提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料。该材料以泡沫炭为支架，泡沫炭的孔隙中填充有机质和提钒尾渣，且提钒尾渣均匀分布在有机质中，所述提钒尾渣为微米级，提钒尾渣占复合相变材料重量的0.4～3％。本发明复合相变材料，所使用的支撑材料泡沫炭和强化传热剂提钒尾渣价格比较低廉；制备过程中使用恒温水浴且在常压而非真空条件下进行搅拌即可，制备的过程简单、方便、能耗低，适合于大规模生产过程，能够实现固体废弃物资源再利用的同时还可以实现资源的优势整合。

技术领域

本发明涉及提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料及其制备方法，属于复合相变储能材料技术领域。

背景技术

常规能源的储量有限，能源的开发与使用又在不断的增长，环境问题的日益加重，新能源的开发与高效利用迫在眉睫，新能源中的太阳能、地热能和温差能等受地域、时间的限制会出现间歇性。利用相变材料对这些能源进行有效的储存不但可以实现连续化供能还可以提高能源的利用效率。然而这些材料也可以有效的在航空航天、太阳能干燥、太阳能采暖、工业废热回收、建筑节能等领域发挥重要作用。固-液有机相变储能材料具有相变潜热大、熔点范围广、化学性质稳定、无相分离，并且由于其主要是从植物和动物的油脂中还原得到，因此其还具有无毒无腐蚀性的优点。所以作为一种综合性能优异的环境友好型相变材料，其在热能存储上具有巨大的应用潜力。然而单纯的有机固-液相变储能材料也存在导热性差、熔化状时易泄露等缺点，这些缺点在一定程度上也限制了它们的广泛应用。另外，单一的有机相变材料还存在储热能力有限、储热范围狭窄等缺点，所以开发一种储热范围比较宽的组合有机相变材料是非常有必要的。

目前的有机固-液相变储能材料主以各种多孔材料作为支撑材料，有机质作为主材制备而成的复合相变材料，例如膨胀珍珠岩、泡沫石墨、泡沫金属、膨胀石墨、泡沫陶瓷等。但是随着这些多孔材料的加入，虽然在一定程度上提高了其导热能力，然而，与此同时其相变潜热也相应的减小了，这些材料制备成本还比较高。因此需要找到一种方法来平衡在提高复合相变储能材料热导率的同时其相变潜热还保持在一个较高的水平。而泡沫炭作为一种廉价的支撑材料进入人们的视野，但是在制备复合相变材料之后，泡沫炭也存在一定的缺点就是导热性能增强不是很明显。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种导热性能好的提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料。

本发明提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料，是以泡沫炭为支架，泡沫炭的孔隙中填充有机质和提钒尾渣，且提钒尾渣均匀分布在有机质中，所述提钒尾渣粒度小于23μm，提钒尾渣占有机质和提钒尾渣总重量的0.4～3wt％。

优选的，所述泡沫炭的炭含量为30～60％；苯吸附≥25％；孔隙率为70～80％；密度为0.05～0.06g/cm³。

优选的，所述有机质为石蜡、十六酸、硬脂酸中的至少一种。

优选的，所述提钒尾渣由以下重量百分比的组分组成：25～35％的铁，1～3％的五氧化二钒，1～3％的三氧化二铬，其余为三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、钙氧化物以及不可避免的杂质。更优选的，所述提钒尾渣由以下重量百分比的组分组成：30％的铁，2.08％的五氧化二钒，2.24％的三氧化二铬，其余为三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、钙氧化物以及不可避免的杂质。

优选的，填充率≥90％。

作为优选方案，所述有机质为石蜡时，提钒尾渣占复合相变材料重量的0.8～3％；所述有机质为十六酸时，提钒尾渣占复合相变材料重量的1.6％；所述有机质为硬脂酸时，提钒尾渣占复合相变材料重量的0.8％或2％。

本发明还提供本发明所述的提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料的制备方法。

本发明提钒尾渣/泡沫炭/有机质复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：