The invention relates to a preparation method of a flexible silica aerogel phase change composite material, which can be applied to the field of phase change. The preparation method is: the introduction of the three methyl methoxy silane as a new precursor, preparation of flexible silica aerogels by adjusting different silane precursor and solvent ratio, and then select the appropriate transformation of core material, using vacuum impregnation method, obtain silica aerogel based composite phase change material. The invention has the advantages that: by adding three methyl dimethoxysilane changed the aerogel crosslinking degree, so that the aerogel is flexible; adding three methyl dimethoxysilane make aerogels increase of porosity, and the pore size can be adjusted; the prepared flexible silica aerogel materials because of its porous. Can the composite phase change core material to prepare the composite phase change material; preparation of composite phase change material preparation can prevent the leaking problem effectively, and has good mechanical properties and structure of adjustable strong load rate, higher advantage.
【技术实现步骤摘要】
一种柔性二氧化硅气凝胶基相变复合材料的制备方法
本专利技术制备了一种新型二氧化硅气凝胶材料,具有高柔性、高孔隙率、孔径可调节等优势,可以应用于相变领域。
技术介绍
二氧化硅气凝胶是一种纳米多孔材料,具有密度低,比表面积大等优点,是近年来最具发展前景的纳米材料。但是,传统方法制备的气凝胶柔性差,易破碎,而且干燥方法多为超临界干燥,过程复杂,成本较大,所以开发一种新型气凝胶具有重要意义。气凝胶骨架是由二氧化硅团簇交联形成的三维网络,三维网络的交联程度影响着气凝胶的柔性;气凝胶孔径分布在微孔到大孔范围内,孔径大小决定了干燥的难易程度。基于二氧化硅气凝胶的以上特点,在传统气凝胶制备过程中加入三甲基甲氧基硅烷并改变其比例,从而改善气凝胶内部的交联度,制造合适的孔结构,常压制备出具有柔性的二氧化硅气凝胶材料。相变复合材料(Phasechangematerials,PCM),利用其相变过程中产生吸热和放热效应可进行热能储存和温度调控,由于相变复合材料具有储能密度大,储能与释能过程近乎恒温等优点,因此,相变储能是最具应用前景的储能技术之一。有机类固-液相变复合材料是应用最为广泛的一类相变复合材料,具有无过冷、性能稳定、无毒性、无腐蚀性等优点,但其在相变过程中会发生固态向液态的转变,为了避免相变芯材液相时发生泄露,可以将相变芯材封装在多孔基体中,从而形成定形相变复合材料。例如专利CN102061403A公开了一种多孔材料基体和复合相变蓄热材料及其制备方法;专利CN102585776A公开了一种三维石墨烯/相变储能复合材料及其制备方法;专利CN104745149A公开了一种含 ...
【技术保护点】
一种柔性二氧化硅气凝胶基相变复合材料的制备方法,其特征在于:1)通过加入一定比例的三甲基甲氧基硅烷制备柔性二氧化硅气凝胶载体,调控三甲基甲氧基硅烷比例对气凝胶骨架的交联度进行优化,进而实现气凝胶柔性的增强;2)通过调控硅烷前驱体和溶剂的比例,改变气凝胶内部二氧化硅团簇的大小,实现孔径大小和孔隙率的调控;3)根据柔性气凝胶不同的孔径大小,选择合适的相变芯材,采用真空浸渍法,利用二氧化硅气凝胶的超大比表面积和纳米孔道结构吸附相变芯材,在高于相变温度下干燥除去溶剂,得到不同种类二氧化硅气凝胶基相变复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种柔性二氧化硅气凝胶基相变复合材料的制备方法,其特征在于:1)通过加入一定比例的三甲基甲氧基硅烷制备柔性二氧化硅气凝胶载体,调控三甲基甲氧基硅烷比例对气凝胶骨架的交联度进行优化,进而实现气凝胶柔性的增强;2)通过调控硅烷前驱体和溶剂的比例,改变气凝胶内部二氧化硅团簇的大小,实现孔径大小和孔隙率的调控;3)根据柔性气凝胶不同的孔径大小,选择合适的相变芯材,采用真空浸渍法,利用二氧化硅气凝胶的超大比表面积和纳米孔道结构吸附相变芯材,在高于相变温度下干燥除去溶剂,得到不同种类二氧化硅气凝胶基相变复合材料。2.根据权利要求1所述一种柔性二氧化硅气凝胶基相变复合材料的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)柔性二氧化硅气凝胶的制备:将不同比例的三甲基甲氧基硅烷和传统硅烷前驱体充分溶解在一定的原始溶剂中得到复合硅烷前驱体,加入酸催化剂,在室温条件下搅拌10~60min或者超声分散10~60min,然后在30~100℃下反应1~5h进行水解;再加入碱催化剂,室温条件下搅拌10~60min或者超声分散10~60min,然后在30~100℃下反应10~120h进行缩合老化。之后选择合适的置换溶剂对产物进行溶剂置换3~10次,每次间隔时间10~120h;最后,在60~120℃下干燥10~120h得到柔性二氧化硅气凝胶载体材料;其中,三甲基甲氧基硅烷和传统硅烷前驱体的摩尔比为0.02~0.2:1;复合硅烷前驱体,溶剂,酸催化剂,碱催化剂的摩尔比为4:4~10:2~6:2~6;(2)复合相变材料的制备:将上述制备的柔性二氧化硅气凝胶载体在40~200℃条件下抽真空1~5h,将基体的孔道完全打开;将可溶性相变芯材溶解在一定体积的无水乙醇或水中,在搅拌条件下使相变芯材至完全溶解,于50~1...
【专利技术属性】
技术研发人员:董文钧,薄立杰,王戈,欧影,高鸿毅,李昂,董诚,陈当家,
申请(专利权)人:北京科技大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。