[发明专利]一种基于碳基的水合盐蓄热材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于碳基的水合盐蓄热材料的制备方法，涉及水合盐蓄热材料制备技术领域；具体包括如下步骤：按照生产配方比例，称取水合盐、成核剂和增稠剂，在搅拌研磨设备中进行研磨搅拌混合，经过400目筛网倒入圆桶容器内；本发明提供的基于碳基的水合盐蓄热材料的制备方法，以水合盐作为蓄热材料的主材，气相二氧化硅、纳米碳球或碳质吸附剂等为吸附基材，氮化硼或碳化硅等为导热基材，羧甲基纤维素钠、明胶或聚丙烯酰胺等为增稠剂，采用物理混合和原位吸附的手段进行制备，改进原先水合盐材料过冷度较大、导热性能较差、以及存在的相分离和体积膨胀等缺陷，制成一种导热率高、循环稳定性好的实用型水合盐蓄热材料。

技术领域

本发明涉及水合盐蓄热材料制备技术领域，尤其涉及一种基于碳基的水合盐蓄热材料的制备方法。

背景技术

随着能源供给日趋紧张以及环保压力日渐增大，相变材料因其独特特性受到人们高度重视，并在越来越多的领域得到应用，如居民供暖、光热存储、余热回收、建筑保温等。相变蓄能技术的基本原理是通过材料等温的相变过程将能量储存起来，待需要时再将能量释放出来使用，是解决能源空间和时间不匹配的重要手段。

在相变材料体系中，结晶水合盐蓄能密度较大，是中低温领域的主要储热材料，以水合盐作为相变储能材料的应用过程中存在共性关键问题，即过冷度过高、相分离、导热性差及循环稳定性差等，解决这些问题是目前国内外的研究热点。水合盐的相分离是指水合盐相变材料在熔化过程中形成一些无水盐或低水合物，在被加热到熔点以上，有些无水盐仍不能溶于其结晶水中，且会与水形成密度差而沉积到底部从而降低了水合盐储热密度。此外，大多数无机水合盐都存在过冷现象，当液态水合盐冷却到“凝固点”时并不结晶，而需冷却到“凝固点”以下一定温度时才开始结晶，这严重降低材料蓄热效率，给实际应用往往带来不良的，甚至是致命的影响。在水合盐的结晶过程中，必须形成晶核并不断生长，过程才能继续，水合盐的过冷现象正是由于温度降至凝固点时结晶过程不再继续而导致的。

随着多方面需求的增加，对蓄热材料的传热性能、储热效率等要求都在逐步提高，因此开发一种储热密度高、高导热、循环稳定性好、拥有合适的熔点、较高的相变焓和价格低廉等优点的水合盐蓄热材料是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于碳基的水合盐蓄热材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于碳基的水合盐蓄热材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：按照生产配方比例，称取水合盐、成核剂和增稠剂，在搅拌研磨设备中进行研磨搅拌混合，经过400目筛网倒入圆桶容器内；

S2：按比例称取吸附剂，并将吸附剂添加入圆桶容器内，使用搅拌棍混合搅拌均匀；

S3：将容器放置在熔炉内，使容器内混合材料进行加热融化，加热温度为75-100℃；

S4：将容器内融化混合材料进行冷却凝固，然后后放入搅拌研磨设备中打碎，并在设备中添加导热剂搅拌均匀；

S5：将设备中最后的混合材料取出，既得到水合盐蓄热材料；

其中，制备该水合盐蓄热材料的原料包括以下重量百分比的组分：

水合盐70％-80％；

成核剂和增稠剂共1％-5％；

吸附剂5％-15％；

导热剂10％-20％。

优选地：所述成核剂选自Na2HPO4·12H2O、Na2B4O7·10H2O、Na2SiO3·9H2O、Na4P2O7·10H2O中的一种或几种。