[发明专利]一种聚吡咯基复合定型相变材料及其制备方法

说明书

本发明是一种聚吡咯基复合定型相变材料及其制备方法。该相变材料的原料包括吡咯、油酸、三氯化铁、石蜡，利用溶胶‑凝胶法制备聚吡咯气凝胶并通过真空吸附石蜡制备复合定形相变材料。选择油酸(HLB＝1)作为溶胶‑凝胶法制备聚吡咯水凝胶过程的表面活性剂，再将聚吡咯水凝胶冷冻干燥制备出疏松多孔、孔隙率高的聚吡咯气凝胶。油酸能够改变聚吡咯气凝胶微观表面形貌，使制备的聚吡咯气凝胶多为大于20nm有效孔。本发明制备的复合定型相变材料填补了具有导电性质的复合定型相变材料的空缺，能够将其应用于导电复合相变材料混凝土之中，充分发挥复合定型相变材料的潜热性能。

所属领域

本发明涉及一种相变储能材料技术，属于相变储能材料制备的技术领域。

背景技术

目前，世界上每年都会因为生产、生活而消耗大量的能量，而作为经济社会命脉和人类社会生存发展动力的能源其储量是有限的，传统的非再生的常规能源如石油、天然气、煤等石化燃料能源在使用过程中的热效率普遍偏低。因此，开发高效材料或设备用于新兴能源的储存就显得尤为重要。由于自然能源供应与需求都有较强的实践性，利用相变储能技术对自然能源进行有效的时间调节，可以提高自然洁净能源的利用效率。相变材料作为能够吸收或释放潜热的热功能材料，能够在过程中或者一段时间中储存热能，并在以后某个时间点使用或转移到不同的位置，因此相变材料在各个储能地板、空调蓄热系统等等。

相变材料常作为建筑领域的手段，将相变材料加入到地板以及围护结构可明显改善房间温度舒适性。导电混凝土通电可以产生热量，而相变材料可以及时地存储热量，将导电材料与相变材料共同应用于混凝土，不仅可以实现发电站的及时供电供热，也可将谷期的电力转变成热能存储起来，供城市用电供应高峰期热能使用，减少空调等供暖设备的使用，实现电力的削峰填谷。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种新型聚吡咯基复合定型相变材料及其制备方法，利用聚吡咯气凝胶作为支撑材料，不仅得到具有较高有机相变材料吸附率的复合定型相变材料，且相变材料自身具有一定的导电性，能够更好的应用于导电相变混凝土之中，实现节能的目的。

技术方案：本发明的一种聚吡咯基复合定型相变材料为实现上述目的及其他相关目的，采取以下技术方案：

利用具有导电性质的聚吡咯气凝胶作为支撑材料，再吸附石蜡得到聚吡咯基复合定型相变材料。

其中，

所属的支撑材料聚吡咯气凝胶包括吡咯、六水合三氯化铁、油酸，吡咯与六水合三氯化铁的摩尔质量比为1:3，能够保证Fe3+充分参与到吡咯的聚合反应中，吡咯与油酸的摩尔质量比为1:5-1:7。

所述的支撑材料聚吡咯气凝胶通过BET表征聚吡咯气凝胶的平均孔直径为大于20nm有效孔。

所述的支撑材料聚吡咯气凝胶，在真空吸附的条件下对有机相变材料石蜡的吸附率为69％-73％。

所述的复合定型相变材料的相变温度为34.6℃，相变焓97.6J/g，导电率为0.0842S/cm。

本发明的聚吡咯基复合定型相变材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1.取摩尔比为7:1的吡咯和油酸，混合于去离子水中；加入六水合三氯化铁溶液，其中Fe3+与吡咯摩尔比为1:1，电磁搅拌至溶液变为黑色，得到聚吡咯水凝胶；

步骤2.将步骤1得到的聚吡咯水凝胶放入真空冷冻干燥机中，真空干燥48～72小时，制备聚吡咯气凝胶；

步骤3.将步骤2制备的聚吡咯气凝胶通过真空吸附有机相变材料石蜡，制备聚吡咯气凝胶基复合定型相变材料。