CN114058335A - 一种天然环保定形相变材料的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然环保定形相变材料的制备方法。该方法选取环保相变材料，酸处理后的蚕茧为支撑载体，通过真空浸渍法合成材料。本方法合成的天然环保定形相变材料，可以防止糖醇相变时的泄露而且原材料天然环保，有许多环保相变材料的焓值都较高，因此该材料会有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种定形相变材料的制备方法，特别是涉及一种天然环保定形相变材料的制备方法。
背景技术
相变材料是一种新型能源材料，是当前新能源的研究热点。其中有多种环保且相变焓值也很高的材料，更是有广泛应用前景。
但相变材料在应用时面临泄漏问题，此时定形相变材料就可以扩大相变材料的应用范围。蚕茧作为天然环保且廉价易得的材料，作为支撑材料有很大的应用空间，当将其进行处理后，可以使其孔结构用于负载相变材料，制得环保相变材料。这种新型天然环保定形相变材料由于方便易得，天然环保，因而拥有很广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型天然环保定形相变材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
合成天然环保定形相变材料包括以下步骤：
首先将天然蚕茧放入管式炉中进行高温碳化处理，然后将产物磨成粉末放入容器中后，加入浓酸浸没粉末后在油浴中对其进行酸处理，将蚕茧的孔内无机物都去除干净，然后将其倒出进行抽滤，将酸处理后的蚕茧进行烘干，之后将蚕茧和相变材料按照比例混合加入到烧杯中，再将烧杯放入真空烘箱中进行真空浸渍，得到的样品即为天然定形相变材料。
进一步地，所述步骤中蚕茧碳化温度为800-1000℃，优选800℃；蚕茧碳化所需时间为10-12h，最优12h。
进一步地，所述步骤中进行酸处理浓酸为浓硝酸(质量分数为65-68％)，浓盐酸(质量分数为35-38％)，浓硫酸(质量分数为95-98％)其中的一种或者几种。
进一步地，酸处理温度为50-60℃，优选50℃；酸处理时常为1-2h，优选2h。
进一步地，所述步骤中酸处理后的蚕茧烘干用普通烘箱80-100℃，最优80℃；烘干时间为6-8h，最优8h。
进一步地，所述步骤中所选相变材料可为赤藓醇，D-甘露醇，石蜡，二十烷等其中的一种或几种；蚕茧和相变材料的质量比例为10-30:70-90，优选10:85。
进一步地，所述步骤中真空浸渍温度为120-130℃，时间为3-4h，最优4h；真空度在-0.1MPa-0.1Mpa之间，优选-0.1Mpa。
进一步地，所述步骤中得到的产物需要进行泄露实验，具体过程为将滤纸放在培养皿中再将产物置于滤纸上，然后将培养皿放置烘箱中以比所选相变材料的相变温度高10-20℃温度加热，直至滤纸上没有液体痕迹即泄漏实验完成。
本方法合成的新型天然环保定形相变材料，可以防止糖醇相变时的泄露而且原材料天然环保，有许多环保相变材料的焓值都较高，因此新型材料会有广泛的应用前景。
具体实施方式
实施例1
(1)将天然蚕茧放入管式炉中800℃碳化处理12h，然后取出磨成粉末后取0.5g放入圆底烧瓶中，再加入浓硝酸(质量分数68％)20ml浸没粉末并在油浴中以50℃加热1h，将蚕茧的孔内无机物都去除干净。
(2)然后将其倒出进行抽滤，将酸处理2h的蚕茧进行100℃烘干8h，之后将烘干后蚕茧和石蜡按照10:90质量比例分别加入到烧杯中，再将烧杯放入真空烘箱(真空度为-0.1MPa)中进行120℃浸渍4h。
(3)然后将(2)的产物置于放有滤纸的培养皿中，再将培养皿放置烘箱中以130℃加热，直至滤纸上没有液体痕迹即泄漏实验完成，得到的样品即为纯天然定形相变材料。
本发明新型天然环保定形相变材料为黑色块状，通过差示扫描量热法测得其焓值为102.32kJ/Kg。
实施例2
(1)将天然蚕茧放入管式炉中800℃碳化处理12h，然后取出磨成粉末后取0.5g放入圆底烧瓶中，再加入浓硫酸(质量分数98％)20ml浸没粉末后在油浴中以60℃加热1.5h，将蚕茧的孔内无机物都去除干净。
(2)然后将其倒出进行抽滤，将酸处理1.5h的蚕茧放置于烘箱中以80℃进行烘干7h，之后将烘干后蚕茧和甘露醇按照15:85比例分别加入到烧杯中，再将烧杯放入真空烘箱(真空度为-0.1MPa)中进行180℃浸渍4h。
(3)然后将(2)的产物置于放有滤纸的培养皿中，再将培养皿放置烘箱中以180℃加热，直至滤纸上没有液体痕迹即泄漏实验完成，得到的样品即为纯天然定形相变材料。
本发明新型天然环保定形相变材料为黑色块状，通过差示扫描量热法测得其焓值为89.69kJ/Kg。
Claims (10)
1.一种天然环保定形相变材料的制备方法，其特征在于具有以下工艺步骤：
首先将天然蚕茧放入管式炉中进行高温碳化处理，然后将产物磨成粉末放入容器中后，加入浓酸浸没粉末后在油浴中对其进行酸处理，将蚕茧的孔内无机物都去除干净，然后将其倒出进行抽滤，将酸处理后的蚕茧进行烘干，之后将蚕茧和相变材料按照比例混合加入到烧杯中，再将烧杯放入真空烘箱中进行真空浸渍，得到的样品即为天然定形相变材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，蚕茧碳化温度为800-1000℃，优选800℃；
蚕茧碳化所需时间为10-12h，最优12h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，进行酸处理浓酸为浓硝酸(质量分数为65-68％)，浓盐酸(质量分数为35-38％)，浓硫酸(质量分数为95-98％)其中的一种或者几种。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，酸处理温度为50-60℃，优选50℃；
酸处理时常为1-2h，优选2h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，酸处理后的蚕茧烘干用普通烘箱80-100℃，最优80℃；
烘干时间为6-8h，最优8h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所选相变材料可为赤藓醇，D-甘露醇，石蜡，二十烷等其中的一种或几种；
烘干后蚕茧和相变材料的质量比例为10-30:70-90，优选10:85。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，真空浸渍温度为120-130℃，时间为3-4h，最优4h；
真空度在-0.1MPa-0.1Mpa之间，优选-0.1Mpa。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，得到的产物需要进行泄露实验，具体过程为将滤纸放在培养皿中再将产物置于滤纸上，然后将培养皿放置烘箱中以比所选相变材料的相变温度高10-20℃温度加热，直至滤纸上没有液体痕迹即泄漏实验完成。
9.一种权利要求1-8任一所述的制备方法制得的相变材料。
10.一种权利要求9所述相变材料的应用，其特征在于：相变材料产品可用作热能转化与储存的相变材料。
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