一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法，所述方法包括如下步驟：（1）在無機水合鹽相變材料中加入成核劑和去離子水并加熱，使無機水合鹽相變材料達到熔融狀態(tài)；（2）將多孔支撐材料加入到熔融狀態(tài)的無機水合鹽相變材料中，充分攪拌均勻；（3）將步驟（2）得到的熔融態(tài)混合物置于真空環(huán)境下以加強多孔支撐材料對無機水合鹽相變材料的吸附；（4）將熔融態(tài)混合物從真空環(huán)境下移出，立即置于適合結晶的低溫環(huán)境下進行重結晶。利用本發(fā)明得到的復合定形相變材料具有結構穩(wěn)定、潛熱較大、無毒，而且制備過程簡單、耗時短、成本低廉。
【專利說明】一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及材料科學【技術領域】，具體涉及一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法。

【背景技術】
[0002]相變材料具有儲熱密度大、儲熱容器體積小、儲熱效率高、相變溫度恒定和可循環(huán)使用等優(yōu)點，在太陽能儲存、空調節(jié)能、建筑節(jié)能、電力的移峰填谷、廢熱/余熱回收利用等領域有著廣泛的應用前景。無機水合鹽作為一種重要的常低溫相變儲能材料，有固定的相變溫度，較高的相變潛熱，良好的導熱性且價格便宜等特點。然而這種固一液相變材料在相變過程會發(fā)生固液變化，存在液體流動性、易泄漏的缺陷，并存在一定的過冷、相分離現象，因此，限制了它在生產生活中的廣泛應用。
[0003]目前，解決相變材料泄露問題的方法主要有多孔材料吸附法和微膠囊包覆法。如中國專利200810048159.5中記載了得到多孔復合無機相變材料的方法。另外，中國專利201210136116中記載了一種無機水合鹽相變儲能微膠囊及其制備方法，這種微膠囊法可有效解決水合鹽相變材料的過冷和相分離問題。上述方法雖然都解決了相變材料的泄露問題，但是制備過程所耗時間較長，且存在吸附不徹底、不均勻的問題。


【發(fā)明內容】

[0004]為了提高復合定形相變材料的儲能穩(wěn)定性、防止相變過程中發(fā)生泄漏及提高相變材料的導熱性能，本發(fā)明提供一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法，采用添加成核劑的方式來降低無機水合鹽的過冷度，同時利用多孔材料的毛細吸附性能解決其易泄露問題，并采用真空浸潰法加強吸附，從而提高其綜合性能。利用本發(fā)明得到的復合定形相變材料具有結構穩(wěn)定、潛熱較大、無毒，而且制備過程簡單、耗時短、成本低廉。
[0005]一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法，所述方法包括如下步驟:
(I)在無機水合鹽相變材料中加入成核劑和去離子水并加熱，使無機水合鹽相變材料達到熔融狀態(tài)；(2)將多孔支撐材料加入到熔融狀態(tài)的無機水合鹽相變材料中，充分攪拌均勻；(3)將步驟(2)得到的熔融態(tài)混合物置于真空環(huán)境下以加強多孔支撐材料對無機水合鹽相變材料的吸附；(4)將熔融態(tài)混合物從真空環(huán)境下移出，立即置于適合結晶的低溫環(huán)境下進行重結晶。其中，在由無機水合鹽相變材料、成核劑和多孔支撐材料組成的混合物中，無機水合鹽相變材料所占比例為52-70wt %，成核劑所占比例為l_2wt %，多孔支撐材料所占比例為28-47wt %，三者總和為100 %。
[0006]所述無機水合鹽相變材料為Na2SO4.1H2O' CaCl2.6H20、KF.2H20、KF.4H20、MgCl2.4H20、Mg (NO3)2.6H20、MgSO4.7H20、Na2HPO4.12H20、Na2CO3.1H2O、CH3COONa.3H20、LiN03.3H20、LiClO3.3H20 中的一種或二種以上。
[0007]所述成核劑為硼砂、六水氯化鍶、六水氯化鎂、碳酸鋇中的一種或二種以上。
[0008]所述多孔支撐材料為膨脹珍珠巖、膨脹石墨、膨脹蛭石、多孔氧化鋁或多孔活性炭。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖la、圖lb、圖lc、圖1d是CaCl2.6H20多孔氧化鋁復合相變材料的SEM照片；
圖2a、圖2b、圖2c、圖2d是CaCl2.6H20多孔氧化鋁復合相變材料的DSC曲線。

【具體實施方式】
[0010]下面利用實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0011]實施例1:
(I)取2g CaCl2.6H20,置于燒杯中，加入0.06的硼砂，混合均勻，補充少量去離子水，用保鮮膜封好，放在50 1:恒溫干燥箱里，加熱5 min,使其達到熔融狀態(tài)；(2)取1.0多孔Al2O3加入到裝有熔融態(tài)CaCl2.6Η20的燒杯中，并攪拌均勻，將上述樣品的燒杯放入真空干燥箱內，抽真空2h，然后放入冰箱5h進行重結晶，即得到吸附均勻的新型CaCl2.6H20多孔Al2O3復合相變材料；(3)所得復合定形相變儲熱材料的相變溫度為30.71°C，相變潛熱值為99.81 J/g ;該實施例的SEM照片和DSC測試結果分別如圖la、圖2a所示。
[0012]實施例2:
(I)取2g CaCl2.6Η20，置于燒杯中，加入0.06的硼砂，混合均勻，補充少量去離子水，用保鮮膜封好，放在50 °C恒溫干燥箱里，加熱5 min，使其達到熔融狀態(tài)；(2)取1.2多孔Al2O3加入到裝有熔融態(tài)CaCl2.6Η20的燒杯中，并攪拌均勻，將上述樣品的燒杯放入真空干燥箱內，抽真空2h，然后放入冰箱5h進行重結晶，即得到吸附均勻的新型CaCl2.6H20多孔Al2O3復合相變材料；(3)所得復合定形相變儲熱材料的相變溫度為29.95°C，相變潛熱值為86.42 J/g ;該實施例的SEM照片和DSC測試結果分別如圖lb、圖2b所示。
[0013]實施例3:
(I)取2g CaCl2.6Η20，置于燒杯中，加入0.06的硼砂，混合均勻，補充少量去離子水，后用保鮮膜封好，放在50 1:恒溫干燥箱里，加熱5 min,使其達到熔融狀態(tài)；(2)取1.4多孔Al2O3加入到裝有熔融態(tài)CaCl2.6Η20的燒杯中，并攪拌均勻，將上述樣品的燒杯放入真空干燥箱內，抽真空2h，然后放入冰箱5h進行重結晶，即得到吸附均勻的新型CaCl2.6H20多孔Al2O3復合相變材料；(3)所得復合定形相變儲熱材料的相變溫度為28.340C，相變潛熱值為70.61J/ ;該實施例的SEM照片和DSC測試結果分別如圖lc、圖2c所示。
[0014]實施例4:
(I)取2g CaCl2.6H20,置于燒杯中，加入0.06的硼砂，混合均勻，補充少量去離子水，后用保鮮膜封好，放在50 °C恒溫干燥箱里，加熱5 min，使其達到熔融狀態(tài)；(2)取1.6多孔Al2O3加入到裝有熔融態(tài)CaCl2.6Η20的燒杯中，并攪拌均勻，將上述樣品的燒杯放入真空干燥箱內，抽真空2h，然后放入冰箱5h進行重結晶，即得到吸附均勻的新型CaCl2.6H20多孔Al2O3復合相變材料；(3)所得復合定形相變儲熱材料的相變溫度為27.71°C，相變潛熱值為60.58J/g ;該實施例的SEM照片和DSC測試結果分別如圖1d、圖2d所示。
[0015]以上僅列舉了以CaCl2.6Η20作為相變材料、以硼砂作為成核劑、以多孔Al2O3作為支撐材料的實施例，實際上以
【發(fā)明內容】
中列舉的相變材料、成核劑、支撐材料都能實現本發(fā)明，并能取得相應的效果。
【權利要求】
1.一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定形方法，所述方法包括如下步驟: (1)在無機水合鹽相變材料中加入成核劑和去離子水并加熱，使無機水合鹽相變材料達到熔融狀態(tài)； (2)將多孔支撐材料加入到熔融狀態(tài)的無機水合鹽相變材料中，充分攪拌均勻； (3)將步驟(2)得到的熔融態(tài)混合物置于真空環(huán)境下以加強多孔支撐材料對無機水合鹽相變材料的吸附； (4)將熔融態(tài)混合物從真空環(huán)境下移出，立即置于適合結晶的低溫環(huán)境下進行重結晶。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述無機水合鹽相變材料為Na2SO4*10H20、CaCl2.6H20、KF.2H20、KF.4H20、MgCl2.4H20、Mg (NO3) 2.6H20、MgS04.7H20, Na2HPO4.12H20、Na2CO3.1H2O、CH3COONa.3H20、LiN03.3H20、LiClO3.3H20 中的一種或二種以上。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述成核劑為硼砂、六水氯化鍶、六水氯化鎂、碳酸鋇中的一種或二種以上。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述多孔支撐材料為膨脹珍珠巖、膨脹石墨、膨脹蛭石、多孔氧化鋁或多孔活性炭。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，在由無機水合鹽相變材料、成核劑和多孔支撐材料組成的混合物中，無機水合鹽相變材料所占比例為52-70wt %，成核劑所占比例為l_2wt%，多孔支撐材料所占比例為28-47wt %，三者總和為100 %。
6.根據權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中所述將熔融態(tài)混合物置于真空環(huán)境下的時間至少為2小時。
7.根據權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中所述置于適合結晶的低溫環(huán)境下進行重結晶的時間至少為5小時。
【文檔編號】C09K5/06GK104371658SQ201410590865
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】孫立賢, 陳嬌, 張煥芝, 徐芬, 陳培海 申請人:桂林電子科技大學