CN109321214A - 一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法 - Google Patents
一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109321214A CN109321214A CN201811496179.9A CN201811496179A CN109321214A CN 109321214 A CN109321214 A CN 109321214A CN 201811496179 A CN201811496179 A CN 201811496179A CN 109321214 A CN109321214 A CN 109321214A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- microcapsules
- energy storage
- change material
- shell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
Abstract
一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法,属于相变储能材料技术领域。所述微胶囊由有机相变材料芯、结晶二氧化钛壳组成,并具有管状形貌和“核-壳”结构;所述微胶囊的制备方法:先是采用乳液模板界面缩聚法,制备无定形二氧化钛壳包覆有机相变材料芯材的微胶囊,然后添加结构诱导剂,诱导无定形二氧化钛壳结晶,通过其结晶结构的重排,诱导二氧化钛形成长程有序的呈管状微观结构和规整形貌。本发明的相变材料微胶囊与传统球形相变材料微胶囊相比,不仅具有各向异性的高导热特征,还具有更快的热响应速度、更高的热传导率和更稳定可靠的热管理性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种相变储能材料微胶囊,尤其涉及一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法,属于相变储能材料技术领域。
背景技术
煤、石油等不可再生能源的大量使用给人类带来了巨大的工业化发展和社会进步。然而随着发展中国家经济快速增长,对不可再生能源的需求已达极限;而不断增加的温室气体排放又导致全球变暖和气候变化。这些影响人类生存和发展的关键因素,都迫切要求能源生产和供应方式发生重大变革。为应对上述变化,我们需要开发更廉价、更环保、可持续发展的绿色能源技术。相变储能材料是一种可通过物理相变储存大量潜热的功能材料,在需要热能时它可控地释放能量,并维持环境温度的稳定。因此,将相变材料引入能源有效利用体系中,可以有效地提高能源利用效率,通过对热能的储存和管理可以避免能源的浪费。
“固-液”相变材料普遍存在液态时易泄漏、易流失、易失效的缺陷。因此,为克服上述弊端,利用封装技术将相变材料封装在特定的微小容器内,使之形成微型胶囊的技术受到人们的青睐。微胶囊具有典型的“核–壳”结构,通过惰性无机壁材包覆相变储能材料形成微胶囊,不仅可有效防止其芯材的泄漏,还可利用无机壁材的高导热特点显著提升相变储能材料的热传导率性和热扩散性。作为壁材使用的无机材料具有种类丰富和功能多样的特点,其中以二氧化钛(二氧化钛)为代表的功能材料可很好地包覆相变材料,形成结构规整的“核–壳”型球形微胶囊。如中国专利CN 103992773 A就利用二氧化钛具有光催化活性的特点,发明了一种即具有抗菌性和光催化性,又可储热控温的双功能相变储能材料微胶囊。传统相变储能材料微胶囊基本上具有“核–壳”结构的球形颗粒,其热传导各向同性。然而,随着相变储能材料微胶囊作为独立储能单元在集成电路芯片降温、新型生物传感器精密控温等尖端领域的应用范围不断拓宽,针对具有各向异性导热特征的特殊形貌结构相变储能材料微胶囊的开发前景引起科学家的关注。众所周知,二氧化钛是一种经典的N型半导体材料,由于其成本低、毒性低、化学稳定性好、能带结构合适和电子性能独特等优点,是目前研究最广泛的半导体材料之一。通过对二氧化钛进一步研究发现,二氧化钛的形貌和结构对其光学、电子和催化性能有很大的影响,而通过对合成路线及工艺的探索,可有效控制二氧化钛晶体结构和微观形貌,从而实现其形态结构及功能定制化,进而拓宽其在光催化、水裂解和太阳能驱动等领域的应用范围。
基于上述科学依据,二氧化钛作为壁材应用于相变储能材料的封装,有可能定制出具有不同形貌和不同内部结构的新型微胶囊。此类微胶囊不仅具有各向异性导热的特点,还具有封装严密、形状稳定、传热迅速、储热可靠和工作耐久等特点,其作为独立储能单元应用于集成电路芯片降温、新型生物传感器精密控温等尖端领域,从而极大地其应用范围。此外,针对二氧化钛壁材结晶结构的控制还可使其光催化活性获得显著提高,从而实现相变材料微胶囊壁材的光催化效能应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法。本发明设计了一种以有机相变材料为芯、结晶形管状二氧化钛为壳、并具有典型“核–壳”结构的微胶囊,通过其有机相变材料芯材的“固-液”相转化来实现热能的储存和释放。本发明所述的相变材料微胶囊所拥有的致密二氧化钛管状壳层,可将相变材料封装在胶囊内部,不仅有效延长了相变材料微胶囊的使用寿命、显著提高了其热传导速率,还使所述相变材料微胶囊具备了各向异性的热传导和光催化等特性。本发明提供了一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊的制备方法,首先采用乳液模板界面缩聚法制备了由无定形二氧化钛壳包覆有机相变材料芯材的微胶囊;然后借助结构诱导剂对无定形二氧化钛壳层进行结构重排,并在有结构诱导剂的情况下,诱导无定形二氧化钛发生有序生长,形成长程有序的呈管状的微观结构和规整形貌。本发明将有机相变储能材料与无机二氧化钛有机结合起来,制备出了形貌呈管状的相变材料微胶囊。所述相变材料微胶囊与传统球形形貌相变材料微胶囊相比,管状结构不仅能使相变材料微胶囊具备各向异性的导热特性,还使其具有更快的热响应速度、更高的热传导率和更稳定可靠的热管理性能,非常适用于集成电路芯片降温、新型生物传感器等需要精确温度控制的尖端领域。
为实现上述技术目标,本发明采用的技术方案如下:
一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊,其特征在于,所述微胶囊是以有机相变材料为芯、结晶二氧化钛为壳,并具有管状形貌和“核–壳”结构的微胶囊;其相变材料芯在微胶囊中所占质量百分比含量为40~60wt.%,其中二氧化钛管状壳是通过诱导无定形二氧化钛壳结晶结构重排,使其呈管状结晶生长而获得。
制备上述所述一种管状结构相变储能材料微胶囊的方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)无水型“水包油”乳液
将有机相变材料和钛源在三口反应瓶中混合,调节混合温度高于有机相变材料熔点的10~20℃,持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;在另外一个反应器中,将表面活性剂溶于非水有机溶剂分散剂中,在与三口反应瓶中混合温度相同的温度下进行搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液;有机相变材料和钛源的质量比为(0.5~1.5):1,优选为1:1,每5g有机相变材料对应0.5~1.5g表面活性剂、80~120ml非水有机溶剂;非水有机溶剂为能与表面活性剂混合形成溶液且与油相溶液形成“水包油”乳液的溶剂;
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度和搅拌速度不变,再取步骤(1)所述的非水有机溶剂与去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后搅拌至少4h,形成微胶囊悬浮液;在上述有机溶剂与水的混合物中,每50ml有机溶剂对应1~5g水,此步骤有机溶剂的加入量为每5g钛源对应30~80ml有机溶剂;
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入结构诱导剂,用来诱导无定形二氧化钛发生结晶,并构建具有管状结构的微胶囊,在85℃下持续搅拌24h,然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物干燥至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊;结构诱导剂的加入量为其与钛源的质量比为(0.4~0.6):1。
进一步的,所述有机相变材料为高级脂肪族烷烃、高级脂肪醇、高级脂肪酸和高级脂肪醇酯中的任意一种,优选为高级脂肪族烷烃。
进一步的,所述钛源为钛酸正丁酯、钛酸四异丙酯、硫酸氧钛、氟化钛、硫酸钛中的任意一种,优选为钛酸四丁酯。
进一步的,所述非水有机溶剂分散剂为甲酰胺、乙腈/乙醇混合物(优选体积比为1/1)、乙醇/乙酰丙酮混合物(优选体积比为1/1)中的任意一种。
进一步的,所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的任意一种。
进一步的,所述结构诱导剂为NH4F、NaF、NH4Cl、NaCl、H2SO4、H2O2中的任意一种,优选为NH4F。
采用本发明的技术方案的有益效果是:
(1)传统相变储能材料微胶囊通常是连续均匀的和各向同性的三维球形结构,其导热系数是常数,导致热流分散和热能利用效率下降;针对传统球形相变材料微胶囊各向同性的缺陷,构建了具有管状结构的相变储能材料微胶囊,所述微胶囊的壳体为具有一维管状晶体结构的二氧化钛,从而获得各向异性的导热能力,可作为独立储能单元,应用于集成电路芯片降温、新型生物传感器精密控温等尖端领域。
(2)本发明所制备的相变材料微胶囊,不仅具有良好的热能储存和热管理功效,由于其壁材为结晶型二氧化钛,具有无毒、化学稳定性高和良好光催化活性的特点,还可应用于有效降解有机污染物、杀菌、氧化甲醛等,也可用于储能和抗菌双功能材料领域。
(3)本发明所构建的相变储能材料微胶囊,其壁壳为具有高致密性的结晶型无机二氧化钛,可对其相变材料芯发挥优异的封装和保护效果,提高相变材料芯的相变循环稳定性,从而延长相变储能材料微胶囊的使用寿命。
(4)本发明的管状结构相变储能材料微胶囊,与传统球形微胶囊比,还具有更快的热响应速度、更高的热传导率和更稳定可靠的热管理性能,从而显著提高了相变材料微胶囊的热温调控和热管理效率,这些特征使所述微胶囊非常适用于需要精确温度控制的尖端领域,其潜在应用领域非常广泛。
附图说明
图1为管状结构相变储能材料微胶囊的扫描电子显微镜照片;
图2为管状结构相变储能材料微胶囊的透射电子显微镜照片;
图3为管状结构相变储能材料微胶囊的红外光谱图;
图4为管状结构相变储能材料微胶囊的X射线衍射谱图;
具体实施实例
下面的实施例是基于本发明技术方案前提下进行实施的,提供了详细的合成方法和实施过程,但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
(1)无水型“水包油”乳液
将5.0g二十烷和5.0g钛酸四丁酯在250ml的三口反应瓶中混合,混合温度50℃,在一定转速下持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;在另外一个大烧杯中,将1.0g环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物作为表面活性剂溶于100ml甲酰胺中,在50℃下进行磁力搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液。
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度为50℃不变,将50ml甲酰胺与2.0g去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节合适且稳定的滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后在较快的搅拌速度下持续搅拌4h。
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入2.5g的NH4F作为结构诱导剂诱导二氧化钛呈管状结晶生长,在85℃下以较温和的搅拌速度持续搅拌24h;然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物置于30℃真空烘箱中干燥12h至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
实施例2
(1)无水型“水包油”乳液
将5.0g二十烷和5.0g钛酸四丁酯在250ml的三口反应瓶中混合,混合温度50℃,在一定转速下持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;另一边,在大烧杯中,将0.75g的非离子型表面活性剂聚氧化乙烯-聚苯醚-聚氧化乙烯嵌段共聚物溶于100ml甲酰胺中,在50℃下进行磁力搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液。
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度为50℃不变,将50ml甲酰胺与2.0g去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节合适且稳定的滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后在较快的搅拌速度下持续搅拌4h。
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入2.5g的NH4F作为结构诱导剂诱导二氧化钛呈管状结晶生长,在85℃下以较温和的搅拌速度持续搅拌24h;然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物置于30℃真空烘箱中干燥12h至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
实施例3
(1)无水型“水包油”乳液
将5.0g二十烷和5.0g钛酸四丁酯在250ml的三口反应瓶中混合,混合温度50℃,在一定转速下持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;另一边,在大烧杯中,将1.2g的阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠溶于100ml甲酰胺中,在50℃下进行磁力搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液。
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度为50℃不变,将50ml甲酰胺与2.0g去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节合适且稳定的滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后在较快的搅拌速度下持续搅拌4h。
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入2.5g的NH4F作为结构诱导剂诱导二氧化钛呈管状结晶生长,在85℃下以较温和的搅拌速度持续搅拌24h;然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物置于30℃真空烘箱中干燥12h至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
实施例4
(1)无水型“水包油”乳液
将5.0g二十二烷和5.0g钛酸四丁酯在250ml的三口反应瓶中混合,混合温度55℃,在一定转速下持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;另一边,在大烧杯中,将1.0g环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷嵌段共聚物作为表面活性剂溶于100ml甲酰胺中,在55℃下进行磁力搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液。
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度为55℃不变,将50ml甲酰胺与2.0g去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节合适且稳定的滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后在较快的搅拌速度下持续搅拌4h。
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入2.5g的NH4F作为结构诱导剂诱导二氧化钛呈管状结晶生长,在85℃下以较温和的搅拌速度持续搅拌24h;然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物置于30℃真空烘箱中干燥12h至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
实施例5
(1)无水型“水包油”乳液
将5.0g二十二烷和5.0g钛酸四丁酯在250ml的三口反应瓶中混合,混合温度55℃,在一定转速下持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;另一边,在大烧杯中,将0.75g的非离子型表面活性剂聚氧化乙烯-聚苯醚-聚氧化乙烯嵌段共聚物溶于100ml甲酰胺中,在55℃下进行磁力搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液。
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度为55℃不变,将50ml甲酰胺与2.0g去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节合适且稳定的滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后在较快的搅拌速度下持续搅拌4h。
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入2.5g的NH4F作为结构诱导剂诱导二氧化钛呈管状结晶生长,在85℃下以较温和的搅拌速度持续搅拌24h;然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物置于30℃真空烘箱中干燥12h至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
实施例6
(1)无水型“水包油”乳液
将5.0g二十二烷和5.0g钛酸四丁酯在250ml的三口反应瓶中混合,混合温度55℃,在一定转速下持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;另一边,在大烧杯中,将1.2g的阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠溶于100ml甲酰胺中,在55℃下进行磁力搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液。
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度为55℃不变,将50ml甲酰胺与2.0g去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节合适且稳定的滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后在较快的搅拌速度下持续搅拌4h。
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入2.5g的NH4F作为结构诱导剂诱导二氧化钛呈管状结晶生长,在85℃下以较温和的搅拌速度持续搅拌24h;然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物置于30℃真空烘箱中干燥12h至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
本实施方式制备的管状结构相变储能材料微胶囊(实施例1)的扫面电子显微镜照片如图1所示,可以发现所制备的管状结构相变储能材料微胶囊具有明显的管状形态,其长度为1~5μm,直径在50~300nm之间,这表明成功制备了管状结构的微胶囊。本实施方式制备的管状结构相变储能材料微胶囊(实施例1)的透射电子显微镜照片如图2所示,可以发现所制备的管状结构相变储能材料微胶囊具有典型的“核-壳”结构,且管状壁材的厚度约为50nm,但管状微胶囊的内壳具有无序的介孔纳米结构,这可能是由于在管状二氧化钛晶体生长过程中,由于NH4F浓度的局部波动,导致纳米孔结构无序而存在缺陷。本实施方式制备的管状结构相变储能材料微胶囊(实施例1)的红外光谱图如图3所示,可以发现所制备的管状结构相变储能材料微胶囊的红外光谱图中,除了可以观察到芯材的特征峰外,还在615cm-1和473cm-1处有两个强烈的特征吸收峰,这归因于Ti-O键的伸缩振动,这些红外结果清楚地表明了相变材料被二氧化钛壁的成功包封。本实施方式制备的管状结构相变储能材料微胶囊(实施例1)在去除相变材料芯材之后的X射线衍射谱图如图4所示,可以发现所制备的具有管状结构相变储能材料微胶囊的壳材二氧化钛的晶型为二氧化钛(B)。
对表1中数据的参考表明,本发明以上实施例所制备的具有管状结构的相变储能材料微胶囊,其熔融焓和结晶焓虽然低于传统球形储能相变材料微胶囊(对照组),但可以发现其具有更高的热传导速率。这是由于管状结构的相变储能材料微胶囊所包覆的相变材料内芯比传统球形储能微胶囊少,而壁材占比较大,因而具有更高的热传导速率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
表1实施例1-6所制备的具有管状结构的相变储能材料微胶囊的相变储能特性
Claims (9)
1.一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊,其特征在于,所述微胶囊是以有机相变材料为芯、结晶二氧化钛为壳,并具有管状形貌和“核–壳”结构的微胶囊。
2.按照权利要求1所述的一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊,其特征在于,相变材料芯在微胶囊中所占质量百分比含量为40~60wt.%,所述二氧化钛管状壳是通过诱导无定形二氧化钛壳结晶结构重排,使其呈管状结晶生长而获得。
3.制备权利要求1或2所述的一种管状结构相变储能材料微胶囊的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)无水型“水包油”乳液
将有机相变材料和钛源在三口反应瓶中混合,调节混合温度高于有机相变材料熔点的10~20℃,持续搅拌30min,得到稳定均匀的油相溶液;在另外一个反应器中,将表面活性剂溶于非水有机溶剂分散剂中,在与三口反应瓶中混合温度相同的温度下进行搅拌至表面活性剂完全溶解,再将其倒入三口反应瓶中,持续搅拌4h得到稳定的无水型“水包油”乳液;非水有机溶剂为能与表面活性剂混合形成溶液且与油相溶液形成“水包油”乳液的溶剂;
(2)钛源的水解与界面缩聚
保持所述步骤(1)中反应温度和搅拌速度不变,再取步骤(1)所述的非水有机溶剂与去离子水混合均匀,逐滴加入到上述无水型“水包油”乳液中,调节滴加速度使总滴加时间为1h,滴加完成后搅拌至少4h,形成微胶囊悬浮液;
(3)无定形二氧化钛壳层的诱导结晶与管状结构构建
在所述步骤(2)合成的微胶囊悬浮液中,加入结构诱导剂,用来诱导无定形二氧化钛发生结晶,并构建具有管状结构的微胶囊,在85℃下持续搅拌24h,然后通过过滤得到产物,再分别用去离子水、酒精和石油醚洗涤数次后,将产物干燥至洗涤溶剂完全蒸发,得到具有管状结构的相变储能材料微胶囊。
4.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述有机相变材料为高级脂肪族烷烃、高级脂肪醇、高级脂肪酸和高级脂肪醇酯中的任意一种,优选为高级脂肪族烷烃。
5.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述钛源为钛酸正丁酯、钛酸四异丙酯、硫酸氧钛、氟化钛、硫酸钛中的任意一种,优选为钛酸四丁酯。
6.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述非水有机溶剂分散剂为甲酰胺、乙腈/乙醇混合物(优选体积比为1/1)、乙醇/乙酰丙酮混合物(优选体积比为1/1)中的任意一种。
7.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的任意一种。
8.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,所述结构诱导剂为NH4F、NaF、NH4Cl、NaCl、H2SO4、H2O2中的任意一种,优选为NH4F。
9.按照权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(1)中有机相变材料和钛源的质量比为(0.5~1.5):1,优选为1:1,每5g有机相变材料对应0.5~1.5g表面活性剂、80~120ml非水有机溶剂;步骤(2)中有机溶剂与水的混合物中,每50ml有机溶剂对应1~5g水,此步骤有机溶剂的加入量为每5g钛源对应30~80ml有机溶剂;步骤(3)结构诱导剂的加入量为其与钛源的质量比为(0.4~0.6):1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811496179.9A CN109321214A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811496179.9A CN109321214A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109321214A true CN109321214A (zh) | 2019-02-12 |
Family
ID=65257113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811496179.9A Pending CN109321214A (zh) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | 一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109321214A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112007593A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-01 | 天津城建大学 | 以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法 |
CN114437669A (zh) * | 2020-10-31 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种氧化钛为囊壁的相变微胶囊 |
-
2018
- 2018-12-07 CN CN201811496179.9A patent/CN109321214A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112007593A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-01 | 天津城建大学 | 以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法 |
CN114437669A (zh) * | 2020-10-31 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种氧化钛为囊壁的相变微胶囊 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Smart utilization of multifunctional metal oxides in phase change materials | |
CN105238361B (zh) | 一种基于银/二氧化硅双层壁材的多功能微胶囊相变材料及其制备方法 | |
CN103992773B (zh) | 一种具有光催化特性的双功能微胶囊相变储能材料及其制备方法 | |
Liu et al. | Improved thermal conductivity and stability of Na2SO4⋅ 10H2O PCMs system by incorporation of Al/C hybrid nanoparticles | |
CN102926030B (zh) | 一种含TiO2/WO3异质结纳米纤维的制备方法 | |
CN109499499A (zh) | 一种超疏水相变储能材料微胶囊及其制备方法 | |
CN102824884B (zh) | 一种TiO2/Fe2O3复合空心微球及其制备方法 | |
CN105129809A (zh) | 一种海胆状纳米硅酸镍空心球及其制备方法 | |
CN109762562A (zh) | 一种CsPbX3@TiO2纳米材料及其制法和应用 | |
CN106430295B (zh) | 一种微纳米分级结构BaTiO3晶体及其制备方法 | |
Chen et al. | Toward tailoring chemistry of silica-based phase change materials for thermal energy storage | |
CN103771485A (zh) | 一种氧化铜三维纳米自组装体的可控制备方法 | |
CN103537237A (zh) | 一种Fe3O4@C@PAM核壳磁性纳米材料的制备方法 | |
CN105668647A (zh) | 一种高比表面积钙钛矿型纳米LaCoO3多孔空心球材料及其制备方法 | |
CN109321214A (zh) | 一种具有管状结构的相变储能材料微胶囊及其制备方法 | |
CN105038720A (zh) | 一种可高效利用太阳能的定形相变复合材料及其制备方法 | |
CN106811832A (zh) | 一种珠帘状BiFeO3微纳米纤维的制备方法及所得产品 | |
CN109082267B (zh) | 一种添加二氧化锰颗粒改善正十八烷/聚苯乙烯相变微胶囊热性能的方法 | |
CN102874823A (zh) | 以花粉粒为生物模板制备形状均一的二氧化硅中空微球 | |
CN113149077A (zh) | 一种非晶金属氧化物中空多壳层材料的制备方法及其应用 | |
CN109468122A (zh) | 一种“核-壳”型介孔二氧化硅/有机相变材料复合纳米胶囊及其制备方法 | |
CN101585708A (zh) | 刚玉空心微球的制备方法 | |
CN109399710A (zh) | 钨掺杂温致变色vo2纳米材料及其制备方法和应用 | |
CN108439477A (zh) | 一种有序介孔羟基氧化铁纳米棒的制备方法 | |
CN108314089A (zh) | 一种多孔花状α-Fe2O3 自组装纳米材料的合成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190212 |