本發(fā)明涉及一種復合相變儲熱材料及其制備方法，屬于復合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：儲熱方案設計是太陽能蒸汽發(fā)電中的重要技術(shù)，儲熱材料的性能及成本是決定大型太陽能電廠的建設費用及運行成本的主要因素之一。用于太陽能發(fā)電中的儲熱材料應滿足如下要求：儲熱材料應有高的能量密度；儲熱材料與熱交換液體應有良好的熱傳導；儲熱材料應有良好的化學和力學穩(wěn)定性；儲熱材料與熱交換器及熱交換液體之間有良好的化學相容性；在儲熱及放熱循環(huán)過程中應完全可逆；低成本。工作溫度的高低直接決定了系統(tǒng)的熱效率，提高儲熱材料的工作溫度具有重要的意義。目前，復合型儲熱材料主要是膠囊型、無機鹽/陶瓷基復合型、有機/無機復合型儲熱材料，其面向的應用對象是中低溫儲熱領(lǐng)域，而且在制備過程中多采用成本較高的結(jié)合劑將物相不同的原料粘結(jié)。目前這些制備技術(shù)，存在以下不足：比熱小，儲熱能力一般；在相變過程中體積的縮脹會導致復合型儲熱材料熱阻的變化，降低了儲熱性能。由此導致此類復合型儲熱材料不能得到廣泛的應用，限制了儲熱材料的推廣使用。因此亟待尋找一種比熱大，在相變過程中體積的縮脹不易影響熱阻，提高其儲熱性能的相變儲熱材料。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對傳統(tǒng)的儲熱材料比熱小，在相變過程中體積的縮脹會導致熱阻的變化，降低了其儲熱性能的問題，提供了一種復合相變儲熱材料及其制備方法。為解決技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種復合相變儲熱材料，包括有機相變材料和高熱導率材料，其特征在于，所述高熱導率材料為膨脹石墨經(jīng)多壁碳納米管超聲分散進入間隙制得的復合納米膨脹石墨。所述的有機相變材料為石蠟、脂肪酸類、多元醇類中的一種或多種。所述的高熱導率材料為可膨脹石墨高溫煅燒后與多壁碳納米管混合，加入乙醇溶液中攪拌10～15min，再用300w超聲波超聲分散5～8h，過濾干燥后制得；所述的納米管質(zhì)量為可膨脹石墨質(zhì)量的0.3～2.5%。所述的有機相變材料和高熱導率材料的質(zhì)量比為6:1～10:1。所述的一種復合相變儲熱材料的制備方法，包括以下步驟：s1.將有機相變材料和高熱導率材料裝入球磨機中，再向球磨機中加入5～8ml丙酮，濕法球磨1～2h，得復合粉末，隨后將復合粉末裝入坩堝中，并置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得復合導熱油；s2.將上述復合導熱油裝入燒杯中，以5℃/min加熱至120～130℃，并以300～400r/min保溫攪拌吸附1～2h，繼續(xù)以5℃/min加熱至200～210℃，持續(xù)保溫攪拌吸附1～2h，隨后冷卻至室溫出料，得復合相變儲熱材料。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明通過對可膨脹石墨進行處理，擴大其層間距和比表面積，生成具有多孔網(wǎng)狀空隙結(jié)構(gòu)的具有天然石墨高導熱性能，又具有較高的吸附性能的膨脹石墨，并利用多壁碳納米管分散進入膨脹石墨的間隙中形成的導熱網(wǎng)絡，進一步提高導熱性能，減小熱阻，再在高溫條件下，通過微孔吸附法將有機相變材料吸附于石墨內(nèi)部，達到將相變儲熱材料封裝的目的，提高相變材料的導熱性能的同時有效解決相變材料轉(zhuǎn)變時液相的泄漏導致的熱阻變化，降低了儲熱性能的問題。本發(fā)明制備的復合相變儲熱材料比熱大，在相變過程中，熱阻變化小，提高了其儲熱性能，具有廣闊的應用前景。具體實施方式首先稱取2～3g可膨脹石墨，加入粉碎機中粉碎，過50目篩，將過篩后的可膨脹石墨粉末置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，再將干燥后的可膨脹石墨粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，加熱至800～900℃，保溫反應20～30s，冷卻至室溫后，得膨脹石墨；將膨脹石墨與0.01～0.05g多壁碳納米管混合后，加入100～120ml質(zhì)量分數(shù)為70%乙醇溶液中，以300～400r/min攪拌10～15min，再用300w超聲波超聲分散5～8h，隨后真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅2～3次，將洗滌后的濾餅置入真空干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得復合納米膨脹石墨；再稱取1.2～1.5g三羥甲基乙烷，8.0～8.5g硬脂酸，1.0～1.5g復合納米膨脹石墨，裝入球磨機中，再向球磨機中加入5～8ml丙酮，以500～600r/min濕法球磨1～2h，得復合粉末，隨后將復合粉末裝入坩堝中，并置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得復合導熱油；將復合導熱油裝入燒杯中，以5℃/min加熱至120～130℃，并以300～400r/min保溫攪拌吸附1～2h，繼續(xù)以5℃/min加熱至200～210℃，持續(xù)保溫攪拌吸附1～2h，隨后冷卻至室溫出料，得復合相變儲熱材料。實例1首先稱取3g可膨脹石墨，加入粉碎機中粉碎，過50目篩，將過篩后的可膨脹石墨粉末置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，再將干燥后的可膨脹石墨粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，加熱至900℃，保溫反應30s，冷卻至室溫后，得膨脹石墨；將膨脹石墨與0.05g多壁碳納米管混合后，加入120ml質(zhì)量分數(shù)為70%乙醇溶液中，以400r/min攪拌15min，再用300w超聲波超聲分散8h，隨后真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅3次，將洗滌后的濾餅置入真空干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得復合納米膨脹石墨；再稱取1.5g三羥甲基乙烷，8.5g硬脂酸，1.5g復合納米膨脹石墨，裝入球磨機中，再向球磨機中加入8ml丙酮，以600r/min濕法球磨2h，得復合粉末，隨后將復合粉末裝入坩堝中，并置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得復合導熱油；將復合導熱油裝入燒杯中，以5℃/min加熱至130℃，并以400r/min保溫攪拌吸附2h，繼續(xù)以5℃/min加熱至210℃，持續(xù)保溫攪拌吸附2h，隨后冷卻至室溫出料，得復合相變儲熱材料。實例2首先稱取2g可膨脹石墨，加入粉碎機中粉碎，過50目篩，將過篩后的可膨脹石墨粉末置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，再將干燥后的可膨脹石墨粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，加熱至800℃，保溫反應20s，冷卻至室溫后，得膨脹石墨；將膨脹石墨與0.01g多壁碳納米管混合后，加入100ml質(zhì)量分數(shù)為70%乙醇溶液中，以300r/min攪拌10min，再用300w超聲波超聲分散5h，隨后真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅2次，將洗滌后的濾餅置入真空干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得復合納米膨脹石墨；再稱取1.2g山梨糖醇，8.0g氧化聚乙烯蠟，1.0g復合納米膨脹石墨，裝入球磨機中，再向球磨機中加入5ml丙酮，以500r/min濕法球磨1h，得復合粉末，隨后將復合粉末裝入坩堝中，并置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得復合導熱油；將復合導熱油裝入燒杯中，以5℃/min加熱至120℃，并以300r/min保溫攪拌吸附1h，繼續(xù)以5℃/min加熱至200℃，持續(xù)保溫攪拌吸附1h，隨后冷卻至室溫出料，得復合相變儲熱材料。實例3首先稱取2g可膨脹石墨，加入粉碎機中粉碎，過50目篩，將過篩后的可膨脹石墨粉末置于干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，再將干燥后的可膨脹石墨粉末轉(zhuǎn)入馬弗爐中，加熱至850℃，保溫反應25s，冷卻至室溫后，得膨脹石墨；將膨脹石墨與0.03g多壁碳納米管混合后，加入110ml質(zhì)量分數(shù)為70%乙醇溶液中，以350r/min攪拌12min，再用300w超聲波超聲分散7h，隨后真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅3次，將洗滌后的濾餅置入真空干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，得復合納米膨脹石墨；再稱取1.3g丙烯酸酯多元醇，8.3g硬脂酸，1.2g復合納米膨脹石墨，裝入球磨機中，再向球磨機中加入7ml丙酮，以550r/min濕法球磨2h，得復合粉末，隨后將復合粉末裝入坩堝中，并置于干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，得復合導熱油；將復合導熱油裝入燒杯中，以5℃/min加熱至125℃，并以350r/min保溫攪拌吸附1h，繼續(xù)以5℃/min加熱至205℃，持續(xù)保溫攪拌吸附1h，隨后冷卻至室溫出料，得復合相變儲熱材料。對照例：采用溶膠-凝膠法合成了微膠囊sio2包裹石蠟的復合儲熱材料，其中石蠟的含量為87.5%。將實例1至實例3及對照例制備得到的儲熱材料進行進行檢測，檢測數(shù)據(jù)如下：檢測項目對照例實例1實例2實例3比熱（kj/(kg·℃)）2.02.32.52.1相變溫度（℃）25403542導熱率（w/m·k）0.921.141.521.18耐壓強度（mpa）17.619.820.122.5經(jīng)對比可發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明制備的復合相變儲熱材料比熱大，儲熱性能好。當前第1頁12