CN101235272B - 一种无机水合盐相变储能材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机盐水合物相变储能材料的制备方法，包括如下步骤：在100克水中加入40～60克无机盐颗粒及5克防过冷剂，搅拌混合，制得水合无机盐溶液；向水合无机盐溶液中加入5～10克聚丙烯酸钠，搅拌混合，制得粘稠状的水合无机盐混合液。本发明提供的水合无机盐相变材料的制备方法，在其制备过程时加入防过冷剂及聚丙烯酸钠；可以有效地防止水合无机盐相变材料在相变过程中出现的过冷及相分离现象，确保水合无机盐相变材料在进行多次循环后还能保持其均匀性。

Description

一种无机水合盐相变储能材料的制备方法 
技术领域
本发明涉及一种相变储能材料的制备方法，尤其涉及一种无机水合盐相变储能材料的制备方法。 
背景技术
相变储能材料是利用材料在相变时吸热或放热来储能或释能的特性来进行储能；相变储能与显热和化学反应热储能相比，最大的优势是储热密度高，且储放热过程近似等温过程。 
现有相变低温储能材料主要以Na2SO4·10H2O为主原料，其单位质量储能热值极大，约为241焦/克；但是，Na2SO4·10H2O的融解过程属于非均匀融解，其存在严重的过冷与相分离现象，且纯Na2SO4·10H2O在经过3～4次热循环后，体系中就出现明显的分层，如图1所示，其相变焓也将衰减到20～30焦/克。 
因此，现有技术有待于完善和发展。 
发明内容
本发明所要解决的问题在于提供一种无机盐水合物相变储能材料的制备方法，以解决现有技术中相变储能材料在合成过程中出现的过冷及相分离问题。 
本发明的无机盐水合物相变储能材料的制备方法，包括以下步骤： 
A、在100克水中加入40～60克无机盐颗粒及3～5克四硼酸钠，搅拌混合，制得水合无机盐溶液； 
B、向步骤A所制得的水合无机盐溶液中加入5～10克聚丙烯酸钠，搅拌混合，制得粘稠状的水合无机盐混合液。
其中，步骤A中，所述无机盐颗粒为硫酸钠颗粒、磷酸氢钠颗粒或氯化钙颗粒。 
其中，步骤B中，所述聚丙烯酸钠是由以下步骤制得： 
B1、将7克丙烯酸、20克水及0.1克NaHSO3加热搅拌混合，制得丙烯酸溶液； 
B2、将0.76克(NH4)2S2O8加入到10克水中，搅拌混合，制得(NH4) 2S2O8溶液，并且将(NH4)2S2O8溶液滴加到步骤B1中所制得的丙烯酸溶液中，保温搅拌，制得聚丙烯酸溶液； 
B3、将3克氢氧化钠加入到步骤B2中制得的聚丙烯酸溶液中，搅拌混合，制得稠状聚丙烯酸钠溶液。 
在上述步骤B2中，搅拌混合时的保温温度为70℃，保温搅拌的时间为1.5小时。 
本发明提供的水合无机盐相变材料的制备方法，在其制备过程时加入防过冷剂四硼酸钠及聚丙烯酸钠；其中，防过冷剂可以有效地防止水合无机盐相变材料在进行相变过程时出现的过冷现象，而聚丙烯酸钠具有增稠作用，可以使水合无机盐相变材料在进行多次循环后还能保持相变材料的均匀性，有效地避免水合无机盐相变材料的相分离及分层现象；同时，还可以避免水合无机盐相变材料在合成过程中所出现的不同批次间的差异性，保持储能能力的稳定性。 
 附图说明
图1为现有的纯Na2SO4·10H2O相变步冷曲线图； 
图2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g是本发明的相变储能材料的相变步冷曲线图； 
图3是本发明的相变储能材料经20次循环后的相变步冷曲线图。 
 具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。在以下实施例中，用相变步冷曲线图来表示相变储能材料的过冷性及相分离性；在相变步冷曲线图中，平台部分表示材料的相变过程，并且根据平台是否出现凹槽来判断材料在相变过程中有无过冷现象，如果出现凹槽，则表示材料在相变过程中有过冷现象发生，否则，无过冷现象发生；并且通过相变曲线的可重复性来判断材料在相变过程有无相分离现象。 
实施例1 
按表1指定的各组分进行下列实验步骤： 
步骤1、取5克丙烯酸，加入20克水及0.1克NaHSO3，搅拌混合，加热到70℃，制得丙烯酸溶液； 
步骤2、取10克水，加入0.76克(NH4)2S2O8，混合均匀后，滴加入步骤1制得的丙烯酸溶液中，并且在70℃下保温搅拌1.5小时，制得聚丙烯酸钠溶液； 
步骤3、待步骤2中的聚丙烯酸钠溶液的粘度达到一定程度后，向该溶液中加入3克NaOH，搅拌混合，中和多余的酸，制得粘稠状的聚丙烯酸钠溶液； 
步骤4、将70克水、4克硼砂(四硼酸钠)和40克Na2SO4混合溶解，制得Na2SO4混合溶液； 
步骤5、将步骤3中制得的聚丙烯酸钠溶液加入到步骤4制得的Na2SO4 溶液中，搅拌混合，制得以Na2SO4·10H2O为主原料的相变储能材料粘稠状混合液。 
该实施例的测试结果如图2a所示。 
实施例2 
按表1指定的各组分重复实施例1中的实验步骤，但丙烯酸的用量改 为7克，硼砂的用量改为3克。 
该实施例的测试结果如图2b所示。 
实施例3 
按表1指定的各组分重复实施例1中的实验步骤，但丙烯酸的用量改为7克，硼砂的用量改为4克。 
该实施例的测试结果如图2c所示。 
实施例4 
按表1指定的各组分重复实施例1中的实验步骤，但丙烯酸的用量改为7克，硼砂的用量改为5克。 
该实施例的测试结果如图2d所示。 
实施例5 
按表1指定的各组分重复实施例1中的实验步骤，但丙烯酸的用量改为9克，硼砂的用量改为4克。 
该实施例的测试结果如图2e所示。 
实施例6 
按表1指定的各组分重复实施例1中的实验步骤，但用磷酸氢钠代替硫酸钠，丙烯酸的用量改为8克，硼砂的用量改为3克。 
该实施例的测试结果如图2f所示。 
实施例7 
按表1指定的各组分重复实施例1中的实验步骤，但用氯化钙代替硫酸钠，其用量改为60克，丙烯酸的用量改为5克，硼砂的用量改为6克。 
该实施例的测试结果如图2g所示。 
综上所述，本发明的水合无机盐相变材料的制备方法，在其制备过程时加入防过冷剂及防相分离剂；其中，防过冷剂可以有效地防止水合无机盐相变材料在进行相变过程时出现的过冷现象，而防相分离剂具有增稠作用，可以使水合无机盐相变材料在进行多次循环后还能保持相变材料的均 匀性，如图3所示，还能有效地避免水合无机盐相变材料的相分离及分层现象；同时，还可以避免水合无机盐相变材料在合成过程中所出现的不同批次间的差异性，保持储能能力的稳定性。 
表1 
编号   硫酸   钠/g 磷酸氢 钠/g  氯化钙  /g 水 /g   丙烯酸   /g 亚硫酸 氢钠/g 过硫酸 氨/g   硼砂   /g 反应时 间/h   储能相变   温度/℃
实施例1   40 -  - 100   5 0.1 0.76   4 1.5   26
实施例2 -  -   7   3   26
实施例3 -  -   7   4   27
实施例4 -  -   7   5   27
实施例5 -  -   9   4   28
实施例6   - 40  -   8   3   30
实施例7   - -  60   6   5   24
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (1)

1.一种无机盐水合物相变储能材料的制备方法，包括如下步骤：
A、在100克水中加入40～60克无机盐颗粒及3～5克四硼酸钠，搅拌混合，制得无机盐溶液；
B、向步骤A所制得的水合无机盐溶液中加入5～10克聚丙烯酸钠，搅拌混合，制得粘稠状的水合无机盐混合液；
其中，所述无机盐颗粒为硫酸钠颗粒、磷酸氢钠颗粒或氯化钙颗粒。
其中，步骤B中，所述聚丙烯酸钠是由以下步骤制得：
B1、将7克丙烯酸、20克水及0.1克NaHSO3加热搅拌混合，制得丙烯酸溶液；
B2、将0.76克(NH4)2S2O8加入到10克水中，搅拌混合，制得(NH4)2S2O8溶液，并且将(NH4)2S2O8溶液滴加到步骤B1中所制得的丙烯酸溶液中，保温搅拌，制得聚丙烯酸溶液；
B3、将3克氢氧化钠加入到步骤B2中制得的聚丙烯酸溶液中，搅拌混合，制得稠状聚丙烯酸钠溶液；
其中，步骤B2中，保温温度为70℃；
所述保温搅拌时间为1.5小时。
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