[发明专利]一种地暖用复合型纳米级碳基化学蓄热材料及其制备方法

说明书

本申请涉及蓄热材料的技术领域，具体公开了一种地暖用复合型纳米级碳基化学蓄热材料及其制备方法。所述蓄热材料由无机盐水合物与碳材料制成的，所述无机盐水合物和所述碳材料的质量比为（2‑4）:5，所述无机盐水合物选自CaSO₄·2H₂O、CaCl₂·2H₂O、MgSO₄·7H₂O、MgCl₂·6H₂O、CuSO₄·5H₂O、CuCl₂·2H₂O和Al₂(SO₄)₃·l8H₂0中的一种，所述碳材料为单壁碳纳米管和石墨烯制备得到的复合碳材，其具有蓄热密度高的优点。本申请的蓄热材料可用于地热地暖领域，以提供蓄热性能更佳的蓄热产品。

技术领域

本申请涉及蓄热材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种地暖用复合型纳米级碳基化学蓄热材料及其制备方法。

背景技术

化学储能材料因其在能量密度、能量释放和储存的高倍率方面的优异表现，成为了一种有效提高能源利用率的手段，化学储能材料也因此成为目前储能领域的研究热点之一。

目前针对储能材料的研究，相关技术中有涉及到的是选用将多组分的无机盐进行复合后用于低温储能蓄热，但是其蓄热密度仍然较低。也有相关技术将无机盐和石墨烯进行复合，形成复合材料，以实现进一步提高储能材料的蓄热密度的目的。

采用上述的方式制备得到的蓄热储能材料，其储能材料的蓄热密度在700-760kJ/kg的范围内，热导率为5-10W/m·K。

在将其用于地暖时，在热能传递的过程中，会有部分的热能损失，因此其蓄热密度仍然较低，需要进一步提高该类蓄热材料的蓄热能力。

发明内容

为了改善相关技术中蓄热材料蓄热密度不高的问题，本申请提供一种地暖用复合型纳米级碳基化学蓄热材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种地暖用复合型纳米级碳基化学蓄热材料，采用如下的技术方案，所述蓄热材料由无机盐水合物与碳材料制成的，所述无机盐水合物和所述碳材料的质量比为(2-4):5，所述无机盐水合物选自CaSO₄·2H₂O、CaCl₂·2H₂O、MgSO₄·7H₂O、MgCl₂·6H₂O、CuSO₄·5H₂O、CuCl₂·2H₂O和Al₂(SO₄)₃·l8H₂0中的一种，所述碳材料为单壁类碳纳米管和石墨烯制备得到的复合碳材。

通过采用上述技术方案，通过将单壁类碳纳米管和石墨烯制备得到的符合碳材和无机盐水合物进行复配制备得到的蓄热材料，其蓄热性能得到有效提高。单壁类碳纳米管本身具有较佳的载热能力和蓄热能力，同时具有较佳的热稳定性，而在将石墨烯和单壁类碳纳米管复合后，用于蓄热材料时，使得蓄热材料的蓄热性能有较大的提升。其可能的原因在于：单壁类碳纳米管是管直径为纳米级别、管长度为微米级别的材料，在其管长度方向具有较好的导热导电性能，而在其径向的导热和导电性能不足。将其石墨烯复配之后，石墨烯能够有效弥补单壁类纳米管在径向的导电导热性能不佳的不足。而将二者形成的碳材料和无机盐水合物混合后，碳材料能够充和无机盐水合物混合，表现出较佳的蓄热能力。

优选的，所述无机盐水合物为CaCl₂·2H₂O或MgCl₂·6H₂O或CuCl₂·2H₂O。