[发明专利]一种磁性微胶囊相变储能材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种兼具磁性和热能储存功能的微胶囊相变储能材料及其制备方法。该微胶囊的壁材为带有磁性功能的磁性铁氧体/二氧化硅无机杂化材料，芯材为石蜡和高级脂肪族醇、酸、酯类有机相变储能材料。本发明的磁性微胶囊相变储能材料的制备方法是首先合成磁性铁氧体纳米粒子，再通过皮克林(Pickering)乳液技术，将溶剂中的磁性铁氧体纳米粒子组装到有机相变储能材料悬浮油滴表面；最后通过界面聚合技术，在相变储能材料表面形成二氧化硅凝胶，来固定有机相变储能材料油滴表面的磁性铁氧体纳米粒子，从而形成由磁性铁氧体/二氧化硅杂化壁材包覆相变储能材料的微胶囊。

主权项

一种磁性微胶囊相变储能材料的制备方法，其特征在于，该磁性微胶囊的胶囊芯为高级脂肪烃类和高级脂肪族醇、酸、酯类有机相变储能材料中的一种或几种，其胶囊壳为带有磁性功能的磁性铁氧体/二氧化硅无机杂化材料，并具有胶囊芯由磁性纳米粒子完全覆盖、外面再由二氧化硅填充间隙和包覆的双壳层“核－壳”结构，其制备方法包括以下工艺过程：(1)改性磁性铁氧体纳米粒子的制备过程：将氨水加入到三价铁盐和二价铁盐混合溶液中搅拌均匀，调节pH值为10～11，然后加入阳离子表面活性剂作为疏水改性剂，在55℃和氮气保护下搅拌熟化20min，用去离子水冲洗制备的磁性铁氧体纳米粒子以除去残留的氨水，再用甲酰胺和乙腈中任意一种作为非水溶剂冲洗以除去残留的去离子水，用去离子水和非水溶剂冲洗时均使用强磁进行分离；(2)皮克林(Pickering)乳液的制备过程：将质量比为80/20～40/60的相变储能材料和硅源在45℃下搅拌均匀，同时，将混有磁性铁氧体纳米粒子的非水悬浮液加热到45℃，再将上述两种液体混合，并在超声作用下形成纳米粒子稳定的水包油Pickering乳液，然后加入表面活性剂，搅拌形成小分子协同纳米粒子稳定的Pickering乳液；(3)硅凝胶固定相变储能材料液滴表面的磁性铁氧体纳米粒子并形成铁氧体/二氧化硅杂化壁材的过程：在步骤(2)形成的Pickering乳液中滴入浓度大于1.26mol/L的盐酸溶液，搅拌3h后关闭搅拌桨，熟化18～21h，然后用去离子水冲洗产品2～3次，过滤、自然风干即可得到磁性微胶囊相变储能材料。