一种梯级多孔异质复合相变材料的制备方法

摘要

本发明提出制备一系列温度呈梯级变化的多孔异质复合相变材料的思路。拟采用具有耐高温、较高稳定性以及较大比表面积的多孔材料（膨胀石墨、介孔分子筛、硅藻土等）作为相变基材，通过选用不同的无机熔融盐相变材料作为芯材，利用浸渍法制备出一系列多孔异质复合相变材料，其相变温度具有梯级特征，潜热值均在100 J·g^‑1以上且相差不大。该多孔高温复合相变材料既能有效固载相变芯材，防止泄露，节省后期的封装投入，又可以增加材料的热导率，提高相变传热效率。本发明所制备出的一系列多孔异质复合相变材料将适用于非稳定特性、不同且大跨度的工作温域流程，对工业的间歇性余热的有效回收有着重要意义。

主权项

一种梯级多孔异质复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：(1)基体的制备：以膨胀石墨为基体的制备步骤：将高纯度可膨胀石墨置于850～950℃的马弗炉中加热30～90秒，制备得到膨胀石墨；直径在300～500μm，具有丰富的片层微孔结构；所采用的高纯度可膨胀石墨粒度为100目以上，膨胀倍率100～200ml/g，含碳量大于等于99.8％；(2)相变芯材的选择与预处理：在25～40℃下制备饱和或接近饱和浓度的无机熔融盐的高浓度水溶液，无机熔融盐与去离子水混合后在磁力搅拌器中以200～400rpm的速率搅拌至完全溶解，在恒温条件下保持搅拌1～6小时，获得均一溶液；所采用的无机熔融盐为硝酸锂、硝酸钠中的一种或两种；(3)多孔基材对相变芯材的负载：将基体膨胀石墨常压下浸泡到步骤(2)所制备的无机熔融盐水溶液中，浸泡时间为2～12小时，同时保持温度在25～40℃；或者将基体膨胀石墨置于步骤(2)所制备的无机熔融盐水溶液中，以200～400rpm的速率在25～40℃下磁力搅拌1～4小时；过滤去除多余的溶液，将其移至鼓风干燥机中，温度设置为100～120℃，蒸发掉多余水分，蒸发时间为10～24小时；(4)后续热处理：根据相应无机熔融盐的熔点，将步骤(3)中获得的产物置于马弗炉中，以高于相应熔融盐的熔点10～60℃左右的温度恒温处理2～4小时，缓慢冷却后得到复合相变材料。