CN101948674B - 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 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及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。
背景技术
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]。相变储热利用材料相变特性,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℃升温到29℃,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。
发明内容
本发明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。
本发明的技术方案是: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: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。
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1~2 mmol溶胶前驱体、5~50ml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20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,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1~3种。
本发明的有益效果是: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。
具体实施方式
实施例1
将1~2 mmol四硅酸乙酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入反应体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,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1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入反应体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,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1~2 mmol四硅酸丁酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例4
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml四氢呋喃、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅铝氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例5-11
利用四钛酸乙酯、四钛酸丁酯、乙酸锌、三氯化铝、三氯化铁、氯化镁或四丁氧基锆代替四硅酸乙酯,与实施例1中的水在盐酸、乙醇存在下水解、缩合,分别与聚乙二醇1000杂化,得到PEG1000/硅钛、硅锌、硅铝、硅镁或硅锆氧化复合物杂化无机杂化相变储能材料,其他条件与实施例1一致。
实施例12
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅钛铝氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例13
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol乙酸锌、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅钛锌氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例14
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol三氯化铁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅钛铁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例15
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol氯化镁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅钛镁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例16
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅钛锆氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例17
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol聚乙二醇1000 (PEG1000) 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强PEG1000/硅铝锆氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例18-30
利用聚乙二醇200、聚乙二醇1200、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇10000、聚乙二醇12000、聚乙二醇20000、聚乙二醇单甲醚200、聚乙二醇单甲醚400、聚乙二醇单甲醚1000、聚乙二醇单甲醚3000、聚乙二醇单甲醚4000、聚乙二醇单甲醚2000代替聚乙二醇1000,与实施例1中的四硅酸乙酯、四钛酸甲酯的水解物复合,得到聚乙二醇或聚乙二醇单甲醚/ 硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例1一致。
实施例31-41
利用硫酸、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-双磺酸代替盐酸,催化实施例1中的四硅酸乙酯与四钛酸甲酯水解,水解后与聚乙二醇杂化复合,得PEG1000/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例1一致。
实施例42-48
利用甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙腈、甲酸或乙酸代替乙醇,作为PEG1000助溶剂,与实施例1中的四硅酸乙酯与四钛酸甲酯水解复合物杂化复合,得PEG1000/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例1一致。
实施例49
将1~2 mmol四硅酸乙酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例50-57
利用四钛酸乙酯、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代替四钛酸甲酯,与实施例49中的四硅酸乙酯,在盐酸催化下水解、缩合与硬脂酸杂化,得到硬脂酸/硅钛、硅锌、硅铝、硅镁或硅锆氧化复合物杂化无机杂化相变储能材料,其他条件与实施例49一致。
实施例58-67
利用软脂酸、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、对苯二甲酸代替硬脂酸,与实施例49中的四硅酸乙酯、四钛酸甲酯的水解物复合,得到有机酸/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例49一致。
实施例68-78
利用硫酸、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-双磺酸代替盐酸,催化实施例46中的四硅酸乙酯、四钛酸甲酯水解,水解后与硬脂酸杂化复合,得硬脂酸/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例49一致。
实施例79-85
利用甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙腈、甲酸或乙酸代替乙醇,作为硬脂酸助溶剂,与实施例49中的四硅酸乙酯与四钛酸甲酯水解复合物杂化复合,得硬脂酸/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例49一致。
实施例86
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅钛铝氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例87
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol乙酸锌、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅钛锌氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例88
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol三氯化铁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅钛铁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例89
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol氯化镁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅钛镁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例90
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅钛锆氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例91
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸/硅铝锆氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例92
将1~2 mmol四硅酸乙酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例93-110
利用软脂酸甲酯、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、月桂酸丙三醇酯代替硬脂酸甲酯,与实施例92中的四硅酸甲酯、四钛酸甲酯的水解物复合,得到有机酸酯/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例92一致。
实施例111-118
利用四钛酸乙酯、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代替四钛酸甲酯,与实施例92中的四硅酸乙酯,在盐酸催化下水解、缩合与硬脂酸甲酯杂化,得到硬脂酸甲酯/硅钛、硅锌、硅铝、硅镁或硅锆氧化复合物杂化无机杂化相变储能材料,其他条件与实施例92一致。
实施例119-125
利用甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙腈、甲酸或乙酸代替乙醇,作为硬脂酸甲酯助溶剂,与实施例92中的四硅酸乙酯与四钛酸甲酯水解复合物杂化复合,得硬脂酸甲酯/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例92一致。
实施例126
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅钛铝氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例127
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol乙酸锌、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅钛锌氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例128
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol三氯化铁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅钛铁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例129
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol氯化镁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅钛镁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例130
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅钛锆氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例131
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol硬脂酸甲酯加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬脂酸甲酯/硅铝锆氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例132
将1~2 mmol四硅酸乙酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol月桂醇加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强硬月桂醇/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例133-140
利用辛醇、十四醇、十六醇、十八醇、丁二醇、己二醇、丙三醇、季戊四醇代替月桂醇,与实施例132中的四硅酸甲酯、四钛酸甲酯的水解物复合,得到脂肪醇/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例132一致。
实施例141-148
利用四钛酸乙酯、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代替四钛酸甲酯,与实施例132中的四硅酸乙酯,在盐酸催化下水解、缩合与月桂醇杂化,得到月桂醇/硅钛、硅锌、硅铝、硅镁或硅锆氧化复合物杂化无机杂化相变储能材料,其他条件与实施例132一致。
实施例149-155
利用甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙腈、甲酸或乙酸代替乙醇,作为月桂醇助溶剂,与实施例132中的四硅酸乙酯与四钛酸甲酯水解复合物杂化复合,得月桂醇/硅钛氧化复合物杂化相变储能材料,其他条件与实施例132一致。
实施例156
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol异丙醇铝、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol月桂醇 加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强月桂醇/硅钛铝氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例157
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol乙酸锌、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol月桂醇加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强月桂醇/硅钛锌氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例158
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol三氯化铁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol月桂醇加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强月桂醇/硅钛铁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例159
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol氯化镁、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol月桂醇加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强月桂醇/硅钛镁氧化复合物杂化相变储能材料。
实施例160
将1~2 mmol四硅酸甲酯、1~2 mmol四钛酸甲酯、1~2 mmol四丁氧基锆、 5~50ml水、0.1~2ml盐酸、5~200ml乙醇、1-10mmol月桂醇加入上述体系,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强月桂醇/硅钛锆氧化复合物杂化相变储能材料。
Claims (5)
1.一种导热增强的有机/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%;
各组分百分含量百分数之和为100%;
所述的有机相变储能材料为平均分子量为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1~2 mmol溶胶前驱体、5~50mL水、5-200mL助溶剂、酸催化剂、所述的有机相变储能材料加入500mL三口瓶中,在20~100℃搅拌1~24h,形成凝胶,取出凝胶,置于烘箱中在20~100℃陈化1~24h,得导热增强的有机/无机杂化定形相变储能材料。
3.按照权利要求2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: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、三氯化铁或四丁氧基锆中的1-2种。
4.按照权利要求2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: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。
5.按照权利要求2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: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1~3种。
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