一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料的制備方法，屬于儲熱材料制備技術(shù)領(lǐng)域。針對目前制備儲熱材料本身導(dǎo)熱系數(shù)較低，在應(yīng)用過程中易出現(xiàn)控溫時間長，儲熱效率較低的缺陷，種通過將絲瓜絡(luò)脫除有機物，負(fù)載桃膠濃縮液后，對其炭化處理，制備碳纖維材料，由于碳纖維具有優(yōu)良的導(dǎo)熱能力，通過碳纖維作為儲熱材料的骨架，通過骨架毛細(xì)作用和重力的疊加，使得其浸沒于融化的單硬脂酸甘油酯中，使其內(nèi)部致密無空隙產(chǎn)生，本發(fā)制備的復(fù)合儲熱材料導(dǎo)熱系數(shù)可為18～20W/mk，相變潛熱可達(dá)60～90J/g，導(dǎo)熱效率提高10～15%，且本發(fā)明制備過程簡單，綠色環(huán)保，對環(huán)境無污染。
【專利說明】
一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料的制備方法，屬于儲熱材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類賴以生存的基礎(chǔ)，隨著全球工業(yè)化程度的迅猛發(fā)展，人們對于能源的需求越來越迫切。目前全球資源短缺且利用率不髙，高效清潔的太陽能受到人們的廣泛關(guān)注，太陽能具有清潔環(huán)保、資源豐富、能量供應(yīng)充足等優(yōu)點，但同時也存在著太陽能供應(yīng)時間間歇性問題，因此人們還不能做到合理有效的利用太陽能。如何提髙太陽能的利用率，開發(fā)新的儲熱材料以及有效解決太陽能間斷儲放熱的問題是目前許多科學(xué)家的研宄方向。
[0003]近年來，熱能儲存技術(shù)及其系統(tǒng)裝置的研究越來越受到人們的重視。太陽能熱發(fā)電儲熱中的關(guān)鍵部分是儲熱材料，而儲熱材料中相變儲熱材料的應(yīng)用較為廣泛，相變儲熱材料大體分為無機相變儲熱材料和有機相變儲熱材料兩大類，其中，有機相變材料本身的研究已經(jīng)日益趨于成熟，但是由于有機相變材料本身存在一些缺陷，即相變過程中大多是固液相變或液液相變，容易出現(xiàn)體積變化或液體泄漏等問題，而且有機相變材料本身導(dǎo)熱系數(shù)較低，在應(yīng)用過程中易出現(xiàn)控溫時間長，儲熱效率較低，從而大大限制了有機相變儲熱材料的應(yīng)用范圍。所以，制備一種尚導(dǎo)熱性能的儲熱材料很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對目前制備儲熱材料本身導(dǎo)熱系數(shù)較低，在應(yīng)用過程中易出現(xiàn)控溫時間長，儲熱效率較低的缺陷，提供了一種通過將絲瓜絡(luò)脫除有機物，負(fù)載桃膠濃縮液后，對其炭化處理，制備碳纖維材料，由于碳纖維具有優(yōu)良的導(dǎo)熱能力，通過碳纖維作為儲熱材料的骨架，通過骨架毛細(xì)作用和重力的疊加，使得其浸沒于融化的單硬脂酸甘油酯中，使其內(nèi)部致密無空隙產(chǎn)生，有效解決了儲熱材料本身導(dǎo)熱系數(shù)較低，在應(yīng)用過程中易出現(xiàn)控溫時間長，儲熱效率較低的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)收集成熟絲瓜，待其自然風(fēng)干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內(nèi)籽得絲瓜絡(luò)，隨后切割成Icm3絲瓜絡(luò)小塊，再按質(zhì)量比1:5，將絲瓜絡(luò)小塊與二甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在65?80°C下水浴加熱3?5h，隨后抽濾并收集濾餅，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3?5次，在65?80°C下干燥6?8h，制備得干燥絲瓜絡(luò)纖維；
(2)采集的新鮮桃膠，用清水洗滌并自然晾干，按質(zhì)量比1:10，將晾干桃膠與去離子水?dāng)嚢杌旌?，再?000?5000r/min下，磁力攪拌2?3h，待攪拌完成靜置脫泡3?4h后，在65?80°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得桃膠濃縮液，按質(zhì)量比1:5，將上述制備的干燥絲瓜絡(luò)纖維浸泡至桃膠濃縮液中；
(3)待浸泡3?5h，過濾并收集濾餅，將其移至馬弗爐中，在65?80°C下預(yù)熱35?50min后，按10°C/min緩慢升溫至450?600°C，保溫炭化處理I?2h，待炭化完成后，靜置冷卻至室溫，制備得多孔碳材料； (4)選取單硬脂酸甘油酯置于燒杯中，再按質(zhì)量比1:5，將多孔碳材料放置于單硬脂酸甘油酯表面，將燒杯移入真空干燥箱中，在95?100°C下干燥I?2h，待干燥完成后，靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料。
[0006]本發(fā)明制備的高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料相變溫度區(qū)間為55?70°C，相變潛熱60?90J/g，復(fù)合儲熱材料導(dǎo)熱系數(shù)為18W/mk。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)制備的復(fù)合儲熱材料導(dǎo)熱系數(shù)可為18?20W/mk，相變潛熱可達(dá)60?90J/g，導(dǎo)熱效率提高1?15%;
(2)本發(fā)明制備過程簡單，綠色環(huán)保，對環(huán)境無污染。
【具體實施方式】
[0008]首先收集成熟絲瓜，待其自然風(fēng)干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內(nèi)籽得絲瓜絡(luò)，隨后切割成Icm3絲瓜絡(luò)小塊，再按質(zhì)量比1:5，將絲瓜絡(luò)小塊與二甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在65?80°C下水浴加熱3?5h，隨后抽濾并收集濾餅，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3?5次，在65?80 °C下干燥6?Sh，制備得干燥絲瓜絡(luò)纖維;采集的新鮮桃膠，用清水洗滌并自然晾干，按質(zhì)量比1:10，將晾干桃膠與去離子水?dāng)嚢杌旌希僭?000?5000r/min下，磁力攪拌2?3h，待攪拌完成靜置脫泡3?4h后，在65?80°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得桃膠濃縮液，按質(zhì)量比1:5，將上述制備的干燥絲瓜絡(luò)纖維浸泡至桃膠濃縮液中；待浸泡3?5h，過濾并收集濾餅，將其移至馬弗爐中，在65?80°C下預(yù)熱35?50min后，按10°C/min緩慢升溫至450?600°C，保溫炭化處理I?2h，待炭化完成后，靜置冷卻至室溫，制備得多孔碳材料;選取單硬脂酸甘油酯置于燒杯中，再按質(zhì)量比1:5，將多孔碳材料放置于單硬脂酸甘油酯表面，將燒杯移入真空干燥箱中，在95?100°C下干燥I?2h，待干燥完成后，靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料。
[0009]實例I
首先收集成熟絲瓜，待其自然風(fēng)干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內(nèi)籽得絲瓜絡(luò)，隨后切割成Icm3絲瓜絡(luò)小塊，再按質(zhì)量比1:5，將絲瓜絡(luò)小塊與二甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在65°C下水浴加熱3h，隨后抽濾并收集濾餅，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3次，在65°C下干燥6h，制備得干燥絲瓜絡(luò)纖維;采集的新鮮桃膠，用清水洗滌并自然晾干，按質(zhì)量比1:10，將晾干桃膠與去離子水?dāng)嚢杌旌希僭?00(^/1^11下，磁力攪拌211，待攪拌完成靜置脫泡3h后，在65°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得桃膠濃縮液，按質(zhì)量比1:5，將上述制備的干燥絲瓜絡(luò)纖維浸泡至桃膠濃縮液中；待浸泡3h，過濾并收集濾餅，將其移至馬弗爐中，在65°C下預(yù)熱35min后，按10°(:/1^11緩慢升溫至450°(:，保溫炭化處理111，待炭化完成后，靜置冷卻至室溫，制備得多孔碳材料;選取單硬脂酸甘油酯置于燒杯中，再按質(zhì)量比1:5，將多孔碳材料放置于單硬脂酸甘油酯表面，將燒杯移入真空干燥箱中，在95°C下干燥Ih，待干燥完成后，靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料。
[0010]實例2
首先收集成熟絲瓜，待其自然風(fēng)干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內(nèi)籽得絲瓜絡(luò)，隨后切割成Icm3絲瓜絡(luò)小塊，再按質(zhì)量比1:5，將絲瓜絡(luò)小塊與二甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在70°C下水浴加熱4h，隨后抽濾并收集濾餅，用無水乙醇和去離子水分別洗滌4次，在70°C下干燥7h，制備得干燥絲瓜絡(luò)纖維;采集的新鮮桃膠，用清水洗滌并自然晾干，按質(zhì)量比1:10，將晾干桃膠與去離子水?dāng)嚢杌旌?，再?50(^/1^11下，磁力攪拌211，待攪拌完成靜置脫泡4h后，在70°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得桃膠濃縮液，按質(zhì)量比1:5，將上述制備的干燥絲瓜絡(luò)纖維浸泡至桃膠濃縮液中；待浸泡4h，過濾并收集濾餅，將其移至馬弗爐中，在70°C下預(yù)熱40min后，按10°C/min緩慢升溫至500°C，保溫炭化處理1.5h，待炭化完成后，靜置冷卻至室溫，制備得多孔碳材料;選取單硬脂酸甘油酯置于燒杯中，再按質(zhì)量比1:5，將多孔碳材料放置于單硬脂酸甘油酯表面，將燒杯移入真空干燥箱中，在97°C下干燥2h，待干燥完成后，靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料。
[0011]實例3
首先收集成熟絲瓜，待其自然風(fēng)干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內(nèi)籽得絲瓜絡(luò)，隨后切割成Icm3絲瓜絡(luò)小塊，再按質(zhì)量比1:5，將絲瓜絡(luò)小塊與二甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在80°C下水浴加熱5h，隨后抽濾并收集濾餅，用無水乙醇和去離子水分別洗滌5次，在80°C下干燥Sh，制備得干燥絲瓜絡(luò)纖維;采集的新鮮桃膠，用清水洗滌并自然晾干，按質(zhì)量比1:10，將晾干桃膠與去離子水?dāng)嚢杌旌希僭?00(^/1^11下，磁力攪拌311，待攪拌完成靜置脫泡4h后，在80°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得桃膠濃縮液，按質(zhì)量比1:5，將上述制備的干燥絲瓜絡(luò)纖維浸泡至桃膠濃縮液中；待浸泡5h，過濾并收集濾餅，將其移至馬弗爐中，在80°C下預(yù)熱50min后，按10°C/min緩慢升溫至600°C，保溫炭化處理2h，待炭化完成后，靜置冷卻至室溫，制備得多孔碳材料;選取單硬脂酸甘油酯置于燒杯中，再按質(zhì)量比1:5，將多孔碳材料放置于單硬脂酸甘油酯表面，將燒杯移入真空干燥箱中，在100°C下干燥2h，待干燥完成后，靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料。
【主權(quán)項】
1.一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)收集成熟絲瓜，待其自然風(fēng)干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內(nèi)籽得絲瓜絡(luò)，隨后切割成Icm3絲瓜絡(luò)小塊，再按質(zhì)量比1:5，將絲瓜絡(luò)小塊與二甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在65?80°C下水浴加熱3?5h，隨后抽濾并收集濾餅，用無水乙醇和去離子水分別洗滌3?5次，在65?80°C下干燥6?8h，制備得干燥絲瓜絡(luò)纖維； (2)采集的新鮮桃膠，用清水洗滌并自然晾干，按質(zhì)量比1:10，將晾干桃膠與去離子水?dāng)嚢杌旌?，再?000?5000r/min下，磁力攪拌2?3h，待攪拌完成靜置脫泡3?4h后，在65?80°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/10，制備得桃膠濃縮液，按質(zhì)量比1:5，將上述制備的干燥絲瓜絡(luò)纖維浸泡至桃膠濃縮液中； (3)待浸泡3?5h，過濾并收集濾餅，將其移至馬弗爐中，在65?80°C下預(yù)熱35?50min后，按10°C/min緩慢升溫至450?600°C，保溫炭化處理I?2h，待炭化完成后，靜置冷卻至室溫，制備得多孔碳材料； (4)選取單硬脂酸甘油酯置于燒杯中，再按質(zhì)量比1:5，將多孔碳材料放置于單硬脂酸甘油酯表面，將燒杯移入真空干燥箱中，在95?100°C下干燥I?2h，待干燥完成后，靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高導(dǎo)熱復(fù)合儲熱材料。
【文檔編號】C09K5/06GK106047303SQ201610501514
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】郭舒洋, 高玉剛
【申請人】郭舒洋