一种石墨烯合金复合相变材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯合金复合相变材料及其制备方法和用途，采用有机金属化合物改性石墨烯，大大提高了石墨烯层与层之间的内导热系数，同时掺杂导热系数很高的液态金属，并与相变基体材料进行复合获得了新型石墨烯合金复合相变材料。有机金属改性后的石墨烯大大改善了石墨烯各向异性的导热性能，进一步完善了复合相变材料的导热性能。了复合相变材料的导热性能。了复合相变材料的导热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯合金复合相变材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种相变材料及其制备方法，具体涉及一种石墨烯合金复合相变材料及其制备方法和用途，属于相变储热材料


技术介绍

[0002]相变储热材料(PCM)是一类重要的材料，用于储存感热和潜热，有助于能量的有效利用和保存。潜热储存比显热储存具有更大的储能密度，储存和释放热量的温差较小，它的应用十分广泛，如建筑、电子、生物医学、纺织和汽车工业等。现阶段相变材料存在的主要问题之一为材料本身导热系数较低。为解决此问题，常见方案为在已有相变材料中掺入高导热性材料，或提高其封装外壳的导热性。
[0003]现有技术中记载一般是通过掺入的石墨烯改善相变材料的导热性。但是由于石墨烯是各向异性材料，单层的石墨烯只在面内导热系数高，实际工程中，单层石墨烯的成本很高，而多层石墨烯，层与层之间的导热系数不高。将石墨烯直接加入到相变材料中(例如石蜡中)，存在分散不均匀以及界面脱空等问题，严重降低石墨烯预期的导热性能。
[0004]中国专利CN104212416A公开了一种氧化石墨烯改性石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯合金复合相变材料，其特征在于：该复合相变材料由导热金属M、卤烷烃R
‑
X、石墨烯G和相变基体材料S制备获得。2.根据权利要求1所述的复合相变材料，其特征在于：所述导热金属M选自锌、铟、铋、锡中的一种或多种；和/或所述卤烷烃R
‑
X选自C1
‑
C10的氯烷烃和/或C1
‑
C10的溴烷烃，优选为氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷中的一种或多种；和/或相变基体材料S选自石蜡、脂肪酸及其衍生物中的一种或多种，优选为石蜡。3.根据权利要求1或2所述的复合相变材料，其特征在于：所述复合相变材料的相变潜热为320
‑
345kJ
·
kg
‑1，优选为325
‑
340kJ
·
kg
‑1；热导率为30
‑
40W
·
m
‑1·
K
‑1，优选为32
‑
38W
·
m
‑1·
K
‑1；热阻为0.030
‑
0.045cm2·
℃
·
W
‑1，优选为0.035
‑
0.040cm2·
℃
·
W
‑1；熔化焓和结晶焓为15
‑
25kJ
·
kg
‑1，优选为16
‑
22kJ
·
kg
‑1。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的复合相变材料，其特征在于：该复合相变材料通过以下方法制备获得：首先采用导热金属M和卤烷烃R
‑
X对氧化石墨烯进行改性，然后对获得的改性氧化石墨烯进行还原，获得有机金属改性的石墨烯GRM；最后将有机金属改性的石墨烯GRM与相变基体材料S混合，获得复合相变材料。5.一种制备石墨烯合金复合相变材料的方法或制备如权利要求1
‑
4中任一项所述石墨烯合金复合相变材料的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)将氧化石墨烯分散于溶剂中获得分散液，向分散液中加入导热金属M和卤烷烃R
‑
X，加热进行反应，获得改性的氧化石墨烯；2)向步骤1)获得的改性的氧化石墨烯中加入还原剂，进行还原反应，获得有机金属改性的石墨烯GRM；3)加热步骤2)获得有机金属改性的石墨烯GRM成液态，加热相变基体材料S成液态，然后混合液态有机金属改性的石墨烯GRM和液态相变基体材料S，固化，获得所述复合相变材料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，卤烷烃R
‑
X与导热金属M的摩尔比为1:0.5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：许福，邓敏达，丁燕怀，杨才千，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：