一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料的制备制造技术

本发明专利技术属于新材料研发领域，具体涉及一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料及其制备与应用。本发明专利技术所述复合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：其原料含有如下重量份数的组分：竹纤维30～80重量份；氯盐10～20重量份；碳酸盐20～50重量份；还原剂10～30重量份；苯胺10～40重量份；氧化剂10～30重量份。所述复合相变储能材料具有相变温度适宜、导热系数较大以及储能密度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料的制备
本专利技术属于新材料研发领域，具体涉及一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料及其制备与应用。
技术介绍
竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维，继棉、麻、毛、丝后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。竹原纤维的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，三者同属于高聚糖，总量占纤维干质量的90％以上，其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等，大多数存在于细胞内腔或特殊的细胞器内，直接或间接地参与其生理作用。纤维素是组成竹原纤维细胞的主要物质，也是它能作为纺织纤维的意义所在。现有技术当中的相变储能材料普遍存在导热系数小、容易挥发、储能密度小、危险系数较高等缺点。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料及其制备与应用，所述复合相变储能材料具有相变温度适宜、导热系数较大以及储能密度高的优点。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面提供一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：竹纤维30～80重量份；氯盐10～20重量份；碳酸盐20～50重量份；还原剂10～30重量份；苯胺10～40重量份；氧化剂10～30重量份。所述竹纤维可通过商购途径获得。例如，浆状竹纤维。优选地，所述氯盐选自氯化钙、氯化镁、氯化钡中的任一种或多种的组合。优选地，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢胺、碳酸钾中的任一种或多种的组合。优选地，所述还原剂选自抗坏血酸、葡萄糖、尿素中的任一种或多种的组合。优选地，所述氧化剂选自过硫酸铵。优选地，竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其原料还含有碱性调节剂。优选地，含有碱性调节剂10～30重量份。进一步优选地，所述碱性调节剂选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的任一种或多种的组合。优选地，竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其原料还含有酸性调节剂。优选地，含有酸性调节剂在10～30重量份。进一步优选地，所述酸性调节剂选自盐酸、硫酸、醋酸中的任一种或多种的组合。本专利技术的第二方面，还进一步提供了一种制备前述相变储能材料的方法，包括以下步骤：(4)以竹纤维为原料，向竹纤维溶液中加入氯盐、碳酸盐，得竹纤维-碳酸盐沉淀溶液；(5)将步骤(1)所得竹纤维-碳酸盐沉淀溶液加入碱性调节剂、还原剂进行水热反应，冷冻干燥，得竹纤维-碳酸盐固体；(6)在酸性调节剂中加入苯胺和氧化剂，混合均匀，再加入步骤(2)所得竹纤维-碳酸盐固体，冰浴反应，即得竹纤维-聚苯胺复合相变储能材料。步骤(1)中，只要加入的氯盐与碳酸盐发生沉淀反应，在浆状竹纤维中生成碳酸盐沉淀即可。步骤(2)中，加入的碱性调节剂只要能够保持反应在碱性条件下进行即可。步骤(2)中，还原剂与竹纤维-碳酸盐沉淀混合物发生水热反应，一方面将氧化的竹纤维还原成竹纤维，另一发面竹纤维与碳酸盐沉淀凝胶物融为一起。优选地，整个水热反应的温度控制在80℃-150℃，反应时间3h-10h。步骤(3)中，酸性调节剂的加入只要控制碳酸盐反应完全即可。本专利技术的第三方面，还提供了前述复合相变储能材料在能量储存和温度控制领域中的用途。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术以竹纤维为原料，向浆状竹纤维溶液中加入氯盐，相混合溶液中加入碳酸盐，碳酸盐与氯盐反应沉淀，得到竹纤维-碳酸盐沉淀混合物。向上述混合物中加入碱性溶液和还原剂，并置入反应釜中进行水热反应，形成竹纤维-碳酸盐沉淀凝胶物。配置酸性溶液，加入苯胺和氧化剂，再加入上述制备的凝胶物，在冰浴条件下，形成多孔竹纤维，同时苯胺在竹纤维的多孔结构中聚合成聚苯胺，得到多孔竹纤维-聚苯胺复合材料。材料的储能密度可以达到160J/g。(2)本专利技术的制备方法操作简单、成本低廉和反应条件温和：制备的复合材料具有热稳定性好、比表面积大、熔化潜热高等优点，可应用于超级电容器电极材料、导热复合材料、储能材料、吸附材料等领域。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例1本实施例的复合相变储能材料，其制备原料含有如下重量份数的组分：竹纤维80重量份；氯化钙20重量份；碳酸钠50重量份；氨水30重量份；抗坏血酸30重量份；盐酸30重量份；苯胺40重量份；过硫酸铵30重量份。制备方法：将80重量份浆状竹纤维，加入20重量份氯化钙，搅拌超声30min分散形成氯化钙-竹纤维混合液；向混合液中加入50重量份碳酸钠，超声搅拌30min，碳酸钠与氯化钙发生沉淀反应，形成竹纤维-碳酸钙沉淀混合液，向其混合液中加入氨水30重量份，使混合液呈碱性，并加入30重量份抗坏血酸，将整个混合液置于反应釜中，在温度为150℃反应10h，得到竹纤维-碳酸钙沉淀凝胶物，将凝胶物置于-20℃冷冻干燥10h，得到竹纤维-碳酸钙固体。取浓度为0.2mol/L的盐酸30重量份加入40重量份苯胺和30重量份过硫酸铵，磁力搅拌均匀，再将上述制备的竹纤维-碳酸钙加入，在0℃冰浴条件下，反应3小时后得到竹纤维-聚苯胺复合材料，再利用蒸馏水抽滤洗涤，之后在-20℃条件下冷冻干燥10h，得到干燥的竹纤维-聚苯胺复合材料。实施例2本实施例的复合相变储能材料，其制备原料含有如下重量份数的组分：竹纤维30重量份；氯化镁10重量份；碳酸氢胺20重量份；氢氧化钠10重量份；葡萄糖10重量份；盐酸10重量份；苯胺10重量份；过硫酸铵10重量份。制备方法：将30重量份浆状竹纤维，加入10质量份氯化镁，搅拌超声30min分散形成氯化镁-竹纤维混合液；向混合液中加入20质量份碳酸氢胺，超声搅拌30min，碳酸氢胺与氯化镁，发生沉淀反应，形成竹纤维-碳酸镁沉淀混合液，向其混合液中加入氢氧化钠10重量份，使混合液呈碱性，并加入10质量份葡萄糖，将整个混合液置于反应釜中，在温度为150℃反应10h，得到竹纤维-碳酸镁沉淀凝胶物，将凝胶物置于-20℃冷冻干燥10h，得到竹纤维-碳酸镁固体。取浓度为0.2mol/L的l0重量份盐酸加入10重量份苯胺和10重量份过硫酸铵，磁力搅拌均匀，再将上述制备的竹纤维-碳酸镁加入，在-1℃冰浴条件下，反应4小时后得到竹纤维-聚苯胺复合材料，再利用蒸馏水抽滤洗涤，之后在-20℃条件下冷冻干燥10h，得到干燥的竹纤维-聚苯胺复合材料。实施例3本实施例的复合相变储能材料，其制备原料含有如下重量份数的组分：竹纤维50重量份；氯化钡15重量份；碳酸钾30重量份；氢氧化钾20重量份；尿素20重量份；硫酸20重量份；苯胺20重量份；过硫酸铵20重量份。制备方法：将50重量份浆状竹纤维，加入15重量份氯化钡，搅拌超声35min分散形成氯化钡-竹纤维混合液；向混合液中加入30重量份碳酸钾，超声搅拌35min，碳酸钾与氯化钡发生沉淀反应，形成竹纤维-碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：竹纤维30～80重量份；氯盐10～20重量份；碳酸盐20～50重量份；还原剂10～30重量份；苯胺10～40重量份；氧化剂10～30重量份。

【技术特征摘要】
1.一种竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：竹纤维30～80重量份；氯盐10～20重量份；碳酸盐20～50重量份；还原剂10～30重量份；苯胺10～40重量份；氧化剂10～30重量份。2.根据权利要求1所述的竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其特征在于，所述氯盐选自氯化钙、氯化镁、氯化钡中的任一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其特征在于，所述碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢胺、碳酸钾中的任一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其特征在于，所述还原剂选自抗坏血酸、葡萄糖、尿素中的任一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其特征在于，所述氧化剂选自过硫酸铵。6.根据权利要求1所述的竹纤维与聚苯胺复合相变储能材料，其特征在于，其原料还含有碱性调节剂10～30重量份。7.根据权利要求6所述的竹纤维与聚苯胺复合相变储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：储江顺，毕宏海，彭艳华，毕宏清，程启山，汪丽，陈旭睿，毕宏俊，欧阳贵，薛明跃，
申请(专利权)人：上海邦中新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31