本發(fā)明涉及一種相變材料，具體涉及一種高傳熱性二氧化硅@銀-丁四醇復合相變材料及制備方法。
背景技術：
相變潛熱存儲涉及到物質(zhì)相態(tài)的變化，如物質(zhì)在固-固，固-液，固-氣或液-氣的相變過程中實現(xiàn)熱量的存儲或釋放。能夠發(fā)生以上四種相變的任意一種的物質(zhì)，都可稱為相變材料（phasechangematerials，pcms）。相變材料是一類非常有應用前景的熱能存儲材料，它可以應用于太陽能儲存、節(jié)能建筑材料和調(diào)溫纖維的制備等諸多領域。
許多糖醇類物質(zhì)，如丁四醇、甘露醇和木糖醇等熔融溫度在90-130℃之間，適合將儲存的能量用作工業(yè)熱源等，且其相變焓極高，結(jié)晶性好，在相對濕度90%以上的環(huán)境中也不吸濕，并且價格低廉在自然界中廣泛存在，但糖醇類物質(zhì)導熱系數(shù)較低，存在較大的過冷度，即儲存能量以后，需要溫度降低到低于結(jié)晶溫度下結(jié)晶釋放能量，大大影響了相變蓄熱過程的高效性和穩(wěn)定性。
胡娃萍、熊傳溪等人在其《高傳熱性有機相變材料的制備與性能研究》一文中，以丁四醇為相變材料，納米氧化鋅或納米氧化鋁為填充材料制備了一種新型的復合相變材料，提高了丁四醇的導熱率并降低了過冷度，從而大大提升了相變材料的使用性能。但是該改性的相變材料中金屬氧化物的填充比例較大，大大影響相變材料的穩(wěn)定性和使用壽命。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種高傳熱性二氧化硅@銀-丁四醇復合相變材料及其制備方法，填充一種高導熱納米粒子sio2@ag，在保證高導熱性能的同時可以減少無機粒子的填充量。
一種高傳熱性二氧化硅@銀-丁四醇復合相變材料，其制備首先利用n,n-二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化銨作為共結(jié)構(gòu)導向劑，葵烷為擴孔劑，經(jīng)煅燒處理后得到樹枝狀多孔sio2納米粒子，之后通過共沉淀法將ag納米粒子沉積在sio2納米粒子表面，制得sio2@ag高導熱無機粒子，與丁四醇共混得到sio2@ag-丁四醇復合相變材料。
具體步驟如下：
（1）正硅酸乙酯預聚合：
取10-20重量份正硅酸乙酯溶于無水乙醇中，加入100-160份去離子水稀釋后，逐滴加入1-3份濃鹽酸，在冷凝回流和磁力攪拌下，于80-90℃水浴中反應3-4小時，將所得透明均一溶液取出待用，命名為pteos；
（2）將60-110份去離子水、4-7份十六烷基三甲基氯化銨、0.2-1份n,n-二甲基十六胺、8-19份三乙醇胺、以及0.8-2份1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽依次加入反應容器中，70-90℃恒溫攪拌至溶液澄清得表面活性劑溶液，在劇烈攪拌下快速加入上述pteos溶液，加入0.5-2份葵烷混合均勻，在70-90℃恒溫攪拌反應2-3小時，冷卻到室溫后將產(chǎn)物離心、洗滌，在50-70℃烘箱中烘干1-3天，再于馬弗爐中煅燒，得樹枝狀多孔sio2納米粒子；
（3）sio2@ag納米粒子：
將12-28份硝酸銀超聲溶解在無水乙醇中，加入上述多孔sio2納米粒子混合，混合液于48-52℃水浴中機械攪拌45-60分鐘后，逐滴加入3-16份正丁胺的乙醇溶液，保持水浴的溫度不變，將上述的混合液繼續(xù)機械攪拌3-4小時，抽濾分離，使用無水乙醇洗滌后，于60℃真空干燥3-5小時；
（4）稱取90-110份固體丁四醇于油浴中加熱到135-155℃至其完全熔融后，在磁力攪拌下，添加上述sio2@ag納米粒子到丁四醇中，在145-165℃條件下攪拌反應50-70分鐘，之后在90℃下超聲20-40分鐘，循環(huán)2-3次后即制備成了sio2@ag-丁四醇復合相變材料。
其中，步驟（2）中煅燒工藝為以2℃/min的升溫速率加熱至650℃，在650℃保持6小時。
其中，步驟（3）中正丁胺的乙醇溶液的濃度為0.015g/ml。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
（1）本發(fā)明利用n,n-二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化銨作為共結(jié)構(gòu)導向劑，葵烷為擴孔劑，經(jīng)煅燒處理后得到樹枝狀多孔sio2納米粒子，之后利用sio2粒子表面羥基，對ag納米粒子進行負載，得到sio2@ag納米粒子，可防止ag納米粒子的團聚，提高ag納米粒子的穩(wěn)定性，因ag粒子的熱導率（429w/m·k）較高，少量填充sio2@ag納米粒子后即可大大提高復合相變材料的熱導率，直接提高材料的儲能效率。
（2）本發(fā)明制備的多孔sio2納米粒子具有三維開放性的樹枝狀骨架結(jié)構(gòu)，具有更高的孔滲透性、更大的孔體積、更好的粒子內(nèi)表面的可接觸性，利用樹枝狀多孔sio2納米粒子的這種特殊結(jié)構(gòu)，可明顯提高sio2@ag納米粒子與相變材料丁四醇基體的相容性，保證了相變材料的穩(wěn)定性和使用壽命。
具體實施方式
一種高傳熱性二氧化硅@銀-丁四醇復合相變材料，其制備首先利用n,n-二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化銨作為共結(jié)構(gòu)導向劑，葵烷為擴孔劑，經(jīng)煅燒處理后得到樹枝狀多孔sio2納米粒子，之后通過共沉淀法將ag納米粒子沉積在sio2納米粒子表面，制得sio2@ag高導熱無機粒子，與丁四醇共混得到sio2@ag-丁四醇復合相變材料。
具體步驟如下：
（1）正硅酸乙酯預聚合：
取16重量份正硅酸乙酯溶于無水乙醇中，加入110份去離子水稀釋后，逐滴加入2份濃鹽酸，在冷凝回流和磁力攪拌下，于85℃水浴中反應3小時，將所得透明均一溶液取出待用，命名為pteos；
（2）將80份去離子水、5份十六烷基三甲基氯化銨、1份n,n-二甲基十六胺、12份三乙醇胺、以及1份1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽依次加入反應容器中，80℃恒溫攪拌至溶液澄清得表面活性劑溶液，在劇烈攪拌下快速加入上述pteos溶液，加入1份葵烷混合均勻，在80℃恒溫攪拌反應2小時，冷卻到室溫后將產(chǎn)物離心、洗滌，在60℃烘箱中烘干2天，再于馬弗爐中煅燒，得樹枝狀多孔sio2納米粒子；
（3）sio2@ag納米粒子：
將22份硝酸銀超聲溶解在無水乙醇中，加入上述多孔sio2納米粒子混合，混合液于50℃水浴中機械攪拌50分鐘后，逐滴加入10份正丁胺的乙醇溶液，保持水浴的溫度不變，將上述的混合液繼續(xù)機械攪拌3小時，抽濾分離，使用無水乙醇洗滌后，于60℃真空干燥4小時；
（4）稱取95份固體丁四醇于油浴中加熱到145℃至其完全熔融后，在磁力攪拌下，添加上述sio2@ag納米粒子到丁四醇中，在155℃條件下攪拌反應60分鐘，之后在90℃下超聲30分鐘，循環(huán)3次后即制備成了sio2@ag-丁四醇復合相變材料。
其中，步驟（2）中煅燒工藝為以2℃/min的升溫速率加熱至650℃，在650℃保持6小時。
其中，步驟（3）中正丁胺的乙醇溶液的濃度為0.015g/ml。