[发明专利]一种二氧化硅包裹石蜡相变纳米微胶囊制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硅包裹石蜡相变纳米微胶囊制备方法，将1,2‑二硬脂酰基‑sn‑丙三基‑3‑磷酸胆碱和棕榈酸吡啶溶解在有机溶剂中；减压蒸发后将水加入到薄膜中，超声处理得到乳液，将石蜡加入此乳液中，继续超声处理；将水和正硅酸四乙酯加入石蜡乳液中，搅拌；混合液离心，用水洗涤得到二氧化硅包裹石蜡相变纳米微胶囊。该纳米微胶囊外层采用低成本、成膜性好、不降解、耐磨及耐火的无机材料二氧化硅作为囊材，相变材料为不同熔点的石蜡，具有粒径小、无泄漏、无流失、低成本以、使用寿命长及储能效率高等特点，能够最大限度地发挥相变材料的储能效率，有望在电池热管理，建筑节能，工业余热回收、太阳能热利用及恒温纺织品等领域被广泛应用。

【技术领域】

本发明属于相变材料制备领域，具体涉及一种二氧化硅包裹石蜡相变纳米微胶囊制备方法。

【背景技术】

随着全球能源危机的日益加剧，节约能源、有效利用能源是我国可持续发展的一个重要战略目标。中国是能源贫乏的国家，而且随经济的迅猛发展，需要更多的能源支撑。现实的问题是能源日益紧缺，节能是当务之急。人类生存与发展的基础是能源，我国是能源消费大国之一，不可再生能源的过度消耗已引起越来越严重的环境问题，因此，转变能源利用方式、实现节能减排、对可再生能源开发利用等手段己成为减轻环境污染、缓解能源供需矛盾、转变经济增长方式以及调整能源结构的重要途径。与此同时，提高现有能源的利用率是缓解能源危机的另一重要途径。在众多的能源利用方式当中，储热技术是保护环境和提高能源利用率的有效手段之一，开发高效的、低成本的热能存储技术与方法，不仅能解决能量供需间的矛盾，提高热能利用率，还可以达到节能减排的效果。并且，我国中长期科技发展规划纲要已把能源列为重点领域，将可再生能源(如太阳能等)的规模化开发利用列为优先发展的主题。因此，从国民经济和社会发展的需求看，为了实现我国节能减排和低碳经济的目标，也为了推动热能实现更广范围、更高水平的多能级综合利用，应大力开展有关热能利用与存储技术的研究。热能储存是提高热能利用效率的关键技术之一，在缓解能源危机中发挥着重要作用。

高效的热能储存系统必须具备较长的使用寿命，较高的热交换效率和较大的比热容。在各种储热技术中，基于相变材料(Phase Change Materials,PCMs)的潜热存储技术是其中重要的一种，为了满足实际热能储存应用的需求，相变储能技术被认为是热能储存的最有效方式之一，并在电池热管理，建筑节能，工业余热回收和太阳能热利用等领域表现出巨大前景。比如，电子芯片、电动汽车动力电池等电子冷却领域中可将PCMs作为被动式散热系统。人造卫星、宇宙飞船等航空航天领域中可利用PCMs解决仪表或材料的恒温控制问题。太阳能吸收/吸附式制冷、太阳能空调系统、被动式太阳能热利用领域中可采用PCMs作为热源。纺织纤维、恒温服等纺织领域中可利用PCMs作为温度缓冲介质来实现人体舒适。毫无疑问，高性能的相变材料是开发高效潜热存储系统的关键。

利用相变材料的相变潜能热进行能量的储存(蓄热和蓄冷)是一项新型的环保节能技术，但是大多数相变材料在加热和冷却过程中会出现体积变化、腐烛性、易泄漏的等问题而限制其应用，微胶囊技术是应用最为广泛的一种解决技术。相变微胶囊在电池热管理，建筑节能，工业余热回收和太阳能热利用等领域都有着令人瞩目的前景，然而，相变微胶囊仍处于开发研究阶段，尚未获得大规模的工业化生产和应用，需要进一步研究和解决众多难题，主要包括：(1)传统相变微胶囊粒径偏大(10-1000μm)，比表面积小，蓄能效率低，需要提高相变材料的自身储能性能；(2)稳定性差、易泄露，急需改善相变微胶囊的稳定性、耐久性、相容性；(3)成本高，工艺复杂，需要简化合成工艺，降低相变微胶囊成本。

【发明内容】

针对以上不足，本发明选用来源广泛、生物相容性好的二氧化硅作为纳米微胶囊的囊材，石蜡作为相变材料，提供了一种几十纳米相变微胶囊制备方法。

本发明的目的是通过以下方式来实现的：

本发明提供了一种二氧化硅包裹石蜡纳米微胶囊的制备方法，包括如下步骤：