CN109628069B - 一种相变储能材料及其制备方法 - Google Patents

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    • 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

本发明公开了一种相变储能材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤，对生物柴油进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；在催化剂存在下，对所述碳链数为16的棕榈酸甲酯进行加氢处理，制得相变温度为26℃‑30℃相变储能材料，所述加氢处理的温度为180‑200℃，压力为2.5‑3.0MPa。本申请中从生物柴油中提取相变储能材料的制备方法具有首创性，且通过该制备方法制备出的相变储能材料的潜热焓值由从现有的140J/g提高到180J/g，使相变储能材料的应用更加广泛，此外，该制备方法还具有低成本，易操作的特点。

Description

一种相变储能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及相变材料领域，具体涉及一种相变储能材料及其制备方法。
背景技术
相变储能材料是一种利用某些物质在特定温度下，通过相变来吸收或释放能量的物质。目前，随着人们对节能问题的日益重视以及环境保护意识的逐步增强，相变储能材料作为近些年开发的一种新材料，其应用前景也会越来越广阔。
国外对相变储能材料的研究工作始于20世纪60年代。最早是以节能为目的，从太阳能和风能的利用及废热回收，经过不断的发展，这种材料可制成纤维状、胶囊状或其它包覆形态，逐渐应用到化工、航天、纺织、电子等领域。
目前，制备相变储能材料的原料多采用蜡、有机醇或有机酸。但是，醇和酸一方面成本较高，另一方面采用醇和酸的制备过程繁琐，相变材料的潜热焓值也有待提高，由于每种相变材料都具有特定的相变温度，有机醇和酸应用在纺织品领域中较少。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术在纺织品领域应用过程中，制备相变储能材料过程中存在制备过程繁琐、相变储能材料的潜热焓值有待提高的缺陷，从而提供一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
对生物柴油进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；
在催化剂存在下，对所述碳链数为16的棕榈酸甲酯进行加氢处理，制得相变储能材料，所述加氢处理的温度为180-200℃，压力为2.5-3.0MPa。
进一步的，所述加氢处理的空速为0.8-1.2h-1，氢油比为500-600。
进一步的，所述减压精馏过程中的压力为200Pa～300Pa，温度为200-230℃，回流比3～5。
进一步的，所述催化剂包括：Pt催化剂、Pd催化剂和Ni催化剂中的至少一种。
进一步的，所述催化剂中活性成分的质量分数为45-55％，所述活性成分为Pt、Pd或Ni中的至少一种。
进一步的，所述催化剂与所述碳链数为16的棕榈酸甲酯的比例3-10：100。
本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的相变储能材料在潜热焓值低的缺陷，从而提供一种相变储能材料，采用上述的制备方法制得。
进一步的，所述相变储能材料的相变温度为26-30℃。
进一步的，上述相变储能材料在纺织领域中的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的制备方法，将生物柴油通过减压精馏后，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯，对碳链数为16的棕榈酸甲酯进行加氢处理，制得相变储能材料，加氢处理的温度为180-200℃，压力为2.5-3.0MPa，本申请中从生物柴油中提取相变储能材料的制备方法具有首创性，且通过该制备方法制备出的相变储能材料的潜热焓值由从现有的140J/g提高到180J/g以上，使相变储能材料的应用更加广泛，此外，该制备方法还具有低成本，易操作的特点。
2.本发明提供的制备方法，通过对加氢催化过程中各个参数范围的精确控制，可提高制得的相变储能材料的质量。
3.本发明提供的制备方法，通过对加氢催化过程中的催化剂的选取，缩短了加氢反应过程的时间，此外，通过将催化剂的活性成分的质量分数控制在45-55％，避免了因催化剂过量浪费催化剂，及因催化剂不足中间产物加氢不彻底的现象的发生。
4.通过本申请的制备方法制备的相变储能材料，其所用的原料为生物柴油、脂肪酸甲酯、棕榈酸甲酯中的一种或多种，所选原料具有来源广泛，成本低，易获取的特点。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力200Pa、温度230℃和回流比为3的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的脂肪酸甲酯；在活性成分的质量分数为55％的Ni催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为26℃的相变储能材料；其中，加氢温度为180℃，压力为3.0MPa，加氢空速为0.8h-1，氢油比为600，催化剂与碳链数为16的脂肪酸甲酯的质量比为3：100。
实施例2
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力300Pa、温度200℃和回流比为4的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；在活性成分的质量分数为45％的Ni催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为30℃的相变储能材料；其中，加氢温度为200℃，压力为2.5MPa，加氢空速为1.2h-1，氢油比为500，催化剂与碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为10：100。
实施例3
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力220Pa、温度225℃和回流比为3的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的脂肪酸甲酯；在活性成分的质量分数为47％的Pt催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为27℃的相变储能材料；其中，加氢温度为185℃，压力为2.6MPa，加氢空速为0.9h-1，氢油比为520，催化剂与碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为9：100。
实施例4
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力240Pa、温度223℃和回流比为5的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；在活性成分的质量分数为47％的Pt催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为28℃的相变储能材料；其中，加氢温度为190℃，压力为2.7MPa，加氢空速为1.0h-1，氢油比为540，催化剂与碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为8：100。
实施例5
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力250Pa、温度221℃和回流比为3.5的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；在活性成分的质量分数为51％的Ni催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为29℃的相变储能材料；其中，加氢温度为192℃，压力为2.8MPa，加氢空速为1.1h-1，氢油比为550，催化剂与碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为7：100。
实施例6
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力260Pa、温度210℃和回流比为4.5的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；在活性成分的质量分数为51.3％的Pt催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为26.5℃的相变储能材料；其中，加氢温度为194℃，压力为2.9MPa，加氢空速为1.2h-1，氢油比为560，催化剂与碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为6：100。
实施例7
本实施例提供了一种相变储能材料的制备方法，包括以下步骤，
将生物柴油在压力280Pa、温度208℃和回流比为3.5的情况下进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；在活性成分的质量分数为54％的Pd催化剂的作用下进行加氢处理，制得相变温度为27.5℃的相变储能材料；其中，加氢温度为196℃，压力为3.0MPa，加氢空速为1.0h-1，氢油比为580，催化剂与碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为5：100。
对比例1
本对比例提供一种相变储能材料的制备方法。同实施例1，唯一不同之处在于：本对比例中加氢温度为220℃。
对比例2
本对比例提供一种相变储能材料的制备方法。同实施例1，唯一不同之处在于：本对比例中压力为4.0MPa。
实验例:
1、实验方法
采用密度检测仪、运动粘度测量仪、闭口闪点仪和熔点仪分别对上述各实施例中制备的相变储能材料的密度、运动粘度、闭口闪点及熔点进行测定，此外，也测定各实施例中制备的相变储能材料的潜热焓值和碘值。测试结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0001918695430000061
由上述表1可知，通过本申请中的制备方法的制备的相变储能材料在密度、密度、运动粘度、闭口闪点、熔点、潜热焓值和碘值均符合相变储能材料的要求，且潜热焓值在有所提高，使相变储能材料的应用范围更广。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种相变储能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
对生物柴油进行减压精馏，分离出碳链数为16的棕榈酸甲酯；
在催化剂存在下，对所述碳链数为16的棕榈酸甲酯进行加氢处理，制得相变储能材料，所述加氢处理的温度为180-200℃，压力为2.5-3.0MPa；所述催化剂与所述碳链数为16的棕榈酸甲酯的质量比为3-10：100；所述催化剂中活性成分的质量分数为45-55％，所述活性成分为Pt、Pd或Ni中的至少一种；所述相变储能材料的相变温度为26-30℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加氢处理的空速为0.8-1.2h-1，氢油比为500-600。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述减压精馏过程中的压力为200Pa～300Pa，温度为200-230℃，回流比3～5。
4.一种相变储能材料，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的制备方法制得。
5.权利要求4所述的相变储能材料在纺织领域中的应用。
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