一种导热增强的有机／无机杂化相变储能材料及其制备方法，属于储能技术领域。这种导热增强的有机／无机杂化相变储能材料及其制备方法，储能材料应以化学键连接的导热增强无机复合物作为支撑材料，以有机相变储能材料为工作物质，经无机复合物溶胶前驱体水解、缩合、与有机相变材料复合、杂化得到。该产品具有定形性好，储能密度大的优点，适用于节能建筑材料、太阳能存储与利用、工业余热回收等领域，具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于储 能
技术介绍
我国正处于加速工业化、城市化的进程中，对能源的需求具有非常大的增长空间。 但能源的供应和需求在很多情况下都有很强的时间依赖性，为了解决能源供给和需求失衡 的矛盾、提高能源利用效率和保护环境，储能技术应运而生。储能就是利用特定技术，在能 源丰足时，将过剩能源储存，在能源不足时，加以释放，从而有效提高能源利用效率，达到节 能的目的[Renewable and sustainable energy reviews, 2009，13 (2)，318—345]。在太 阳能清洁利用、电力调节、工业余热回收及节能建筑与太阳能空调等领域都应用到这一关 键技术。热能作为能量应用的主要方式，其贮存主要包括化学储热、显热贮热及相变储热 [Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2008， 12， 39 - 64]。相变储热禾0用材料 相变特性，储、放热量大已成为最有前景的储热材料之一。相变材料是利用物质在相变过程中的吸热和防热效应进行热能存贮和温度调控 的物质，可分为无机、有机及复合相变材料。无机相变材料主要包括结晶水合盐，熔融盐类， 金属(包括合金)。无机类PCMs中的结晶水合盐廉价，相变潜热大，电导系数大，但是存在 着热循环后储热效率不断下降，过冷现象和相分离现象等问题。有机相变材料主要包括石 蜡，高级脂肪烃，脂肪酸，酯和多元醇等，这类材料的种类多，性能稳定，但是存在着电导系 数小，密度小，单位体积储热能力差，相变时出现漏液等问题。复合相变材料在工作时基本 呈现出宏观上固固相转变，形状不发生变化，使用寿命长，无泄漏，材料对容器的腐蚀作用 小，同时还可以通过对材料的物理以及化学改性使其在更广泛的领域应用于现实生产生活 中[Energy Conversion and Management. 2004，45 1597-1615]。因此开发有机 / 无机复合 定形相变储热材料是解决固/液相变后液体流动性的主要途径。有机/无机复合定形相变储热材料是将相变储热材料与支撑物进行复合，利用支 撑材料具有巨大比表面积和界面效应使相变储热材料在发生相变时不会从三维网络中析 出，从而达到定形的目的。Zhengguo Zhang等将石蜡吸附在具有多孔结构的膨胀石墨内，构 成石蜡/石墨复合相变储热材料。复合材料相变焓达161. 45J/g，其传热实验表明复合材 料的储能和放热时间分别减少了 27. 4%和56. 4%，大大提高了导热率[Energy Conversion and Management, 2006，47，303-310]。方小明等以RT20 (液态饱和烃)作为相变储能材 料，与Org-MMT(有机蒙脱土 )共混，得到新型的相变复合材料，从20°C升温到29°C，纯 净的RT20需要420s，复合材料只需220s，其导热率大大提升[Energy Conversion and Management]。但目前未见化学键连接的导热增强无机复合物作为支撑材料，有机相变材料 作为工作物质的导热增强的有机/无机杂化相变储能材料及其制备方法的报导。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种导热增强的有机/无机杂化相变储能材料及其制备方 法，此种储能材料应以化学键连接的导热增强无机复合物作为支撑材料，以有机相变储能 材料为工作物质，经无机复合物溶胶前驱体水解、缩合、与有机相变材料复合、杂化得到。本专利技术的技术方案是一种导热增强的有机/无机杂化相变储能材料，它含有有 机相变储能材料、化学键连接的导热增强无机支撑材料，含量比为有机相变储能材料3(T85wt% ； 化学键连接的导热增强无机支撑材料l(T75wt% ；所述有机相变储能材料是平均分子量为20(Γ20000的聚乙二醇，平均分子量为 200^20000的聚乙二醇单甲醚、硬脂酸、软脂酸、油酸、十四酸、月桂酸、乙二酸、丁二酸、已 二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、硬脂酸甲酯、软脂酸甲酯、油酸甲酯、十四酸甲 酯、月桂酸甲酯、乙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、已二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、间苯二 甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸丙三醇酯、软脂酸乙二醇酯、软脂 酸丙三醇酯、十四酸乙二醇酯、月桂酸乙二醇酯十四酸丙三醇酯、月桂酸丙三醇酯、辛醇、月 桂醇、十四醇、十六醇、十八醇、丁二醇、己二醇、丙三醇、季戊四醇中的广3种；所述化学键连接的导热增强无机支撑材料是氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铁或氧化锆 化学键掺杂的二氧化硅材料。所述的一种导热增强的有机/无机杂化相变储能材料的制备方法是将广2 mmol 溶胶前驱体、5飞Oml水、5-200ml助溶剂、酸催化剂、所述有机相变储能材料加入500ml三口 瓶中，在2(Γ100 搅拌广24h，形成凝胶，取出凝胶，置于烘箱中在2(Γ100 陈化广24h，得 导热增强的有机/无机杂化定形相变储能材料。所用溶胶前驱体为四硅酸甲酯、四硅酸乙酯、四硅酸丁酯、四钛酸甲酯、四钛酸乙 酯、四钛酸丁酯、乙酸锌、异丙醇铝、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁或四丁氧基锆中的2-3种， 其中1种前驱体必须选自四硅酸甲酯、四硅酸乙酯或四硅酸丁酯，其他前驱体选自四钛酸 甲酯、四钛酸乙酯、四钛酸丁酯、乙酸锌、异丙醇铝、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁或四丁氧基 锆中的1-2种。所用助溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈、甲酸或乙酸中的 1-3 种。所用酸催化剂为盐酸、硫酸、亚硫酸、焦硫酸、磷酸、硝酸、甲酸、乙酸、苯磺酸、氨基 磺酸、对甲基苯磺酸、苯胺2，5-双磺酸中的广3种。本专利技术的有益效果是这种导热增强的有机/无机杂化相变储能材料及其制备方 法，储能材料以化学键连接的导热增强无机复合物作为支撑材料，以有机相变储能材料为 工作物质，经无机复合物溶胶前驱体水解、缩合、与有机相变材料复合、杂化得到。该产品具 有定形性好，储能密度大的优点，适用于节能建筑材料、太阳能存储与利用、工业余热回收 等领域，具有广阔的应用前景。具体实施例方式实施例1将广2匪ol四硅酸乙酯、广2匪ol四钛酸甲酯、5 50ml水、0.广2ml盐酸、5 200ml乙4醇、I-IOmmol聚乙二醇1000 (PEG1000)加入反应体系，在2(Tl00°C搅拌广24h，形成凝胶， 取出凝胶，置于烘箱中在2(Γ100 陈化广24h，得导热增强PEG1000/硅钛氧化复合物杂化 相变储能材料。实施例2将Γ2 mmol四硅酸甲酯、广2 mmol四钛酸甲酯、5 50ml水、0.广2ml盐酸、5 200ml 乙醇、I-IOmmol聚乙二醇1000 (PEG1000)加入反应体系，在2(Tl00°C搅拌广24h，形成凝 胶，取出凝胶，置于烘箱中在2(TlO(rC陈化广24h，得导热增强PEG1000/硅钛氧化复合物杂 化相变储能材料。实施例3将广2 mmol四硅酸丁酯、广2 mmol四钛酸甲酯、5 50ml水、0.广2ml盐酸、5 200ml 乙醇、I-IOmmol聚乙二醇1000 (PEG1000)加入上述体系，在2(Tl00°C搅拌广24h，形成凝 胶，取出凝胶，置于烘箱中在2(TlO(rC陈化广24h，得导热增强PEG1000本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导热增强的有机／无机杂化相变储能材料，其特征在于，它含有有机相变储能材料、化学键连接的导热增强无机支撑材料，含量比为： 有机相变储能材料：３０～８５ｗｔ％； 化学键连接的导热增强无机支撑材料：１０～７５ｗｔ％； 所述有机相变储能材料是平均分子量为２００～２００００的聚乙二醇，平均分子量为２００～２００００的聚乙二醇单甲醚、硬脂酸、软脂酸、油酸、十四酸、月桂酸、乙二酸、丁二酸、已二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、硬脂酸甲酯、软脂酸甲酯、油酸甲酯、十四酸甲酯、月桂酸甲酯、乙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、已二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸丙三醇酯、软脂酸乙二醇酯、软脂酸丙三醇酯、十四酸乙二醇酯、月桂酸乙二醇酯十四酸丙三醇酯、月桂酸丙三醇酯、辛醇、月桂醇、十四醇、十六醇、十八醇、丁二醇、己二醇、丙三醇、季戊四醇中的１～３种； 所述化学键连接的导热增强无机支撑材料是氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铁或氧化锆化学键掺杂的二氧化硅材料。
【技术特征摘要】
一种导热增强的有机/无机杂化相变储能材料，其特征在于，它含有有机相变储能材料、化学键连接的导热增强无机支撑材料，含量比为有机相变储能材料30~85wt%；化学键连接的导热增强无机支撑材料10~75wt%；所述有机相变储能材料是平均分子量为200~20000的聚乙二醇，平均分子量为200~20000的聚乙二醇单甲醚、硬脂酸、软脂酸、油酸、十四酸、月桂酸、乙二酸、丁二酸、已二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、硬脂酸甲酯、软脂酸甲酯、油酸甲酯、十四酸甲酯、月桂酸甲酯、乙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、已二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸丙三醇酯、软脂酸乙二醇酯、软脂酸丙三醇酯、十四酸乙二醇酯、月桂酸乙二醇酯十四酸丙三醇酯、月桂酸丙三醇酯、辛醇、月桂醇、十四醇、十六醇、十八醇、丁二醇、己二醇、丙三醇、季戊四醇中的1~3种；所述化学键连接的导热增强无机支撑材料是氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铁或氧化锆化学键掺杂的二氧化硅材料。2.按照权利要求1所述的一种导热增强的有机/无机杂化相变储能材料的制备方法， 其特征在于该方法是将广2 mmol溶胶前驱体、5飞Oml水、5-200m...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐炳涛，邱美鸽，张淑芬，贾超，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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