[发明专利]一种定形相变材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种定形相变材料的制备方法，包括：将多巴胺放入溶有硝酸铜的磷酸缓冲溶液中搅拌，制得聚多巴胺/铜离子杂化微球；将聚多巴胺/铜离子杂化微球置于管式炉中热解，制得介孔碳微球/铜微球(MC‑Cu)；以MC‑Cu为载体，以聚乙二醇(PEG)为芯材，通过聚乙二醇与多巴胺之间的氢键作用，将聚乙二醇固载于MC‑Cu的孔隙内，制得相变复合材料PEG/MC‑Cu。本发明的制备方法具有操作简单、条件温和、无毒害等优点。

技术领域

本发明属于相变材料制备的领域，更具体涉及一种定形相变材料及其制备方法。

背景技术

相变材料作为一种储能材料，在相变过程中可以储存或释放能量，是一种重要的高效节能方法。有机相变材料具有良好的热化学稳定性、适宜的熔融温度范围、低成本等优点，得到了广泛的应用；但有机相变材料导热系数小、易泄露等缺点阻碍了其更广泛的应用空间。制备复合定形相变材料是解决上述问题的有效方法。用于制备复合定形相变材料的载体有很多种，包括多孔材料、聚合物网络、金属泡沫、各种石墨材料和硅材料。然而，当前介孔材料制备仍存在制备工艺复杂、成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热性好的定形相变材料及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种定形相变材料的制备方法，包括：

将多巴胺放入溶有硝酸铜的磷酸缓冲溶液中搅拌，制得聚多巴胺/铜离子杂化微球；

将所述聚多巴胺/铜离子杂化微球置于管式炉中热解，制得介孔碳微球/铜微球(MC-Cu)；

以所述MC-Cu为载体，以聚乙二醇(PEG)为芯材，通过聚乙二醇与多巴胺之间的氢键作用，将聚乙二醇固载于所述MC-Cu的孔隙内，制得相变复合材料PEG/MC-Cu。

在一些实施方式中，所述MC-Cu的制备方法包括：

配置pH值为7.0-8.5的磷酸缓冲溶液；

在磷酸缓冲溶液中加入硝酸铜颗粒，搅拌直至完全溶解制得混合液；

在所述混合液中加入多巴胺，在黑暗条件下搅拌，过滤，烘干，制得聚多巴胺/铜离子杂化微球；

将所述聚多巴胺/铜离子杂化微球置于管式炉中以3-5℃的升温速率升温至750-850℃并在800-850℃保持120-180min，所得即为介孔碳微球/铜微球。

在一些实施方式中，所述硝酸铜和磷酸缓冲溶液的投入比为0.5g:2000mL-1.5g:1500mL。

在一些实施方式中，所述硝酸铜与所述多巴胺的质量比为1:5-1:15。

在一些实施方式中，持续搅拌为24-48h后抽滤，过滤所得沉淀物于40-50℃的烘箱中烘干。

在一些实施方式中，所述PEG/MC-Cu的制备方法包括：

将所述介孔碳球/铜微球置于真空环境中，并加入聚乙二醇溶液，搅拌、干燥，制得相变复合材料。

在一些实施方式中，所述聚乙二醇溶液为聚乙二醇的乙醇溶液，所述聚乙二醇与乙醇的投入量之比为5g:300mL-10g:300mL。

在一些实施方式中，所述MC-Cu与所述PEG的质量之比为1:4-2:3。

在一些实施方式中，所述搅拌的时间为1-3h，通过水浴加热至65-80℃的温度下搅拌4-8h，再将其置于40-50℃恒温干燥箱中干燥24-48h至乙醇完全蒸发，制得相变复合材料。