一种多元基体复合相变储能材料及其制备方法与流程

本发明属于新能源材料技术领域，具体涉及一种基于生物质固体废弃物、铁尾矿固体废弃物与硅藻土耦合而成多元基体的、低温有机相变体系下的复合相变储能材料及制备方法。

背景技术：

工业固体废弃物是指在工业生产过程中产生的尾矿、赤泥、钢铁渣、有色冶炼渣、粉煤灰、煤矸石、工业副产石膏等固体废物。据《中国矿产资源节约与综合利用报告(2015年)》报道，我国目前矿山固体废弃物堆存量接近600亿t，其中废石堆存438亿t，75％来源于煤矸石和铁铜开采过程；其中尾矿堆存146亿t，83％为铁矿、铜矿、金矿的尾矿。铁矿废石是产生量和堆存量最大的一类废石，其中铁尾矿所占比重最大，约占尾矿总量的50％，而其利用率却只有不到20％。矿山固体废弃物大量排放，不仅占用了大量土地，耗费人力和财力，而且有些固体废弃物中含有的重金属离子等有害物质，还会对大气、土壤、地表水及地下水产生严重污染，威胁人类身体健康。现阶段节能减排，环境保护和可持续发展的客观要求，使得如何实现固体废弃物地无害化、减量化、资源化处理处置，降低其造成的生态环境危害，成为固体废弃物研究的热点之一。

目前对于对铁尾矿的利用主要集中在再选回收铁、回收有价元素、充填材料、复垦造地、建筑用砖、路基材料、生物工程等，目前铁尾矿综合利用水平不高，高端高附加值产品较少。

此外，中国生物质固体废弃物资源极为丰富，单单秸秆年产量突破8×10⁸t，然而长期以来生物质固体废弃物作为一种优质资源却没有得到充分合理的利用，其中大量的秸秆被丢弃、焚烧，不仅造成了资源浪费，还污染了大气环境，这些问题的存在引起了全社会的广泛关注。目前生物质固体废弃物的利用主要集中在生物柴油、燃料乙醇、沼气发电、生物塑料和固化成型燃烧发电等方面的常规应用。

除了常规的综合利用外，在热存储方面，相变储能材料是利用材料的相态变化来进行热能存储，与传统显热储能材料相比，不仅储能密度大且整个过程近似恒温，因此在可再生能源开发利用领域及电能削峰填谷等方面具有极其广阔的应用前景，正成为新的应用热点，日益引起人们的重视。专利cn107236524a核桃壳储存石蜡的制备方法；专利cn108690564a和cn108676550a公开了一种利用椰壳、果壳及其它生物质活性炭来制备多孔材料与水合无机盐复合制备相变储能材料的方法；专利cn107195925a工开了一种蔗糖渣或葡萄糖来制备燃料电池与石蜡相变材料复合制备基于相变材料的生物质燃料电池的方法；专利cn106010551a公开了一种以作物秸秆、树叶、树皮，马铃薯淀粉废渣，醋渣，酒渣，动物粪便等制备成添加剂，将相变材料与黏土混合在一起制备黏土基热相变多功能材料的方法；cn104098318a公开了一种核桃壳活化成多孔材料，与建筑石膏板基材及石蜡或十二醇相变材料混合制备生物质多孔相变调温调湿材料的方法；专利cn105327659a公开了一种以酚醇液化树脂为壁材，相变材料石蜡为芯材的生物质酚醇液化树脂相变微胶囊制备方法；专利cn106987232a公开一种竹粉、木粉、玉米秸秆为载体的相变材料的制备方法；专利cn108439868a公开了一种竹粉、木粉、玉米秸秆中的一种或混合物为载体与相变材料混合制备自修复生态水泥道路材料的制备方法。

专利cn107011868a公开了一种以铁尾矿为原料利用一些添加剂来制备铁尾矿陶瓷作为载体与石蜡复合，采用熔融浸透法制备石蜡/铁尾矿陶瓷复合相变储能材料的方法；专利cn107286914a亦公开了一种以铁尾矿为原料利用其它的一些添加剂来制备铁尾矿陶瓷与无机盐复合来制备一种基于铁尾矿的陶瓷基储热材料的方法；专利cn107286914a公开了一种铁尾矿作为其中的一种组分与黏土矿、废陶瓷料、炭化硅微粉、菱镁尾矿、石英砂制备载体，与相变材料复合制备可相变控温的瓷砖的方法。

国内外虽然有少量利用矿山固体废弃物和生物质固体废弃物制备相变储能材料的报道，但是上述公开的专利和报道都只是涉及以生物质固体废弃物，粉煤灰，尾矿，矿渣等单一固体废弃物来制备相变材料的载体基体，固体废弃物利用水平比较低，且众多公开的利用固体废弃物来作为相变材料载体的专利或报道中鲜有提及对所制备相变材料在实际应用中的存在泄漏和同时改善有机相变材料热导率低等问题，部分专利制备载体时使用化学改性，工艺复杂和成本较高，而这些均是阻碍相变材料实际应用的主要难题之一。此外，虽然学者已经对相变储能材料进行了大量的研究工作，但其存在的封装泄漏、传热效率低的问题仍然需要进一步探索。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既能提高固体废弃物综合利用水平，又能解决相变材料泄漏和有机相变材料导热性差等问题的新型体系下的多元基体复合相变储能材料，该复合相变储能材料具有固体废弃物利用水平高，导热性能好，对相变材料的封装承载率高的主要功能优点；

本发明的另一个目的是，提供一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，该方法所需材料来源均来源广泛，在我国很容易得到，生产成本低，价格低廉，简单易行，利于工业化应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，多元基体制备：

1.1生物质固体废弃物基体制备：

将生物质固体废弃物粉碎至100目以下，隔绝空气加热至200～300℃时保温30～40分钟，继续升温至800℃时保温60～90分钟，冷却至室温，得到所述生物质固体废弃物基体，所述生物质固体废弃物由90wt％的辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑组成；

1.2铁尾矿基体制备：

将粒径为-60目的铁尾矿在100～120℃下干燥1～2h，除去所述铁尾矿中含有的铁杂质，将所述铁尾矿与淀粉、蒙脱石粉按照质量比(37～40)：(8～10)：(3～5)的比例进行混合，并加入铁尾矿质量1.5～2倍的水混合均匀得到铁尾矿混合物，将所述铁尾矿混合物在100～120℃下干燥2～3h，之后升温至300～320℃时保温35～45分钟，然后再加热至600℃时保温60～70分钟，冷却至室温得到所述铁尾矿基体；

1.3硅藻土基体制备：

将硅藻土除去所述硅藻土中含有的铁杂质，之后升温至320～380℃时保温1.5～2h，冷却至室温得到所述硅藻土基体；

生物质固体废弃物基体制备、铁尾矿基体制备和硅藻土基体制备之间顺序不做限定；

步骤2，按照以下重量分数称重：低温有机相变材料25～35％、所述生物质固体废弃物基体10～25％、所述铁尾矿基体20～25％、所述硅藻土基体20～40％，混合得到复合相变储能材料前体，将所述复合相变储能材料前体加热搅拌，升温至70～80℃保持温度10～15min，并持续搅拌，之后冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料，所述低温有机相变材料为相变温度在100℃以下的有机相变材料或共晶有机相变材料。

上述技术方案中，步骤1.1，还包括先将所述辣椒秸秆预粉碎至10～100mm的颗粒，再将90wt％的预粉碎后的所述辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑混合得到生物固体废弃物，将所述生物固体废弃物进行干燥处理，之后利用球磨机和振动筛将干燥后的所述生物固体废弃物粉碎至100目以下，再隔绝空气加热至200～300℃时保温40分钟，继续升温至800℃时保温60分钟，冷却至室温，筛分后取-60目物料即得到所述生物质固体废弃物基体。

上述技术方案中，步骤1.2，采用0.8～1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机除去铁尾矿中含铁杂质，所述铁尾矿混合物是采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800～2000r/min搅拌速度下进行搅拌得到的。

上述技术方案中，步骤1.3，采用0.8～1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机除去硅藻土中含铁杂质。

上述技术方案中，步骤1.3，所述硅藻土为能够吸附自身重量2.6倍以上水的硅藻土。

上述技术方案中，步骤2，采用水浴锅或数显恒湿多头磁力搅拌器在1500～2000r/min搅拌速度对所述复合相变储能材料前体进行加热混合。

上述技术方案中，步骤2，所述低温有机相变材料为单晶有机相变材料棕榈酸。

上述技术方案中，步骤2，按照以下重量分数称重：低温有机相变材料25～35％、所述生物质固体废弃物基体10～25％、所述铁尾矿基体20～25％、所述硅藻土基体30～40％，导热材料0.2～0.4％，混合得到复合相变储能材料前体，将所述复合相变储能材料前体加热搅拌，升温至80℃保持温度10～15min，并持续搅拌，之后冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料，所述低温有机相变材料为有机相变材料或共晶有机相变材料。

上述技术方案中，所述导热材料为碳纳米管、石墨烯、膨胀石墨或活性炭中的至少一种。

上述技术方案中，制得的所述多元基体复合相变储能材料采用压片法测试检验其低温有机相变材料的封装效果。

一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，多元基体制备：

1.1生物质固体废弃物基体制备：

先将辣椒秸秆预粉碎至10～100mm的颗粒，再将90wt％的预粉碎后的所述辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑混合得到生物固体废弃物，将所述生物固体废弃物进行干燥处理，之后利用球磨机和振动筛将干燥后的所述生物固体废弃物粉碎至100目以下，再隔绝空气加热至300℃时保温40分钟，继续升温至800℃时保温60分钟，自然冷却至室温，筛分后取-60目物料得到所述生物质固体废弃物基体；

1.2铁尾矿基体制备：

将铁尾矿在110℃下干燥2h，采用0.8～1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机除去铁尾矿中含铁杂质，将除去铁杂质的-60目所述铁尾矿与淀粉、蒙脱石粉按照质量比37：10：3的比例进行混合，并加入铁尾矿质量1.5～2倍的水，采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800～2000r/min搅拌速度下混合均匀得到铁尾矿混合物，将所述铁尾矿混合物在120℃下干燥2h，之后升温至320℃时保温35分钟，然后再加热至600℃时保温70分钟，自然冷却至室温得到所述铁尾矿基体；

1.3硅藻土基体制备：

将能够吸附自身重量2.6倍以上水的硅藻土采用0.8～1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机除去所述硅藻土中含有的铁杂质，之后升温至360℃时保温2h，自然冷却至室温得到所述硅藻土基体；

步骤2，按照以下重量分数称重：有机相变材料棕榈酸30％、所述生物质固体废弃物基体20～25％、所述铁尾矿基体20～25％、所述硅藻土基体20～30％、碳纳米管0.2～0.4％，混合得到复合相变储能材料前体，采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800～2000r/min搅拌速度对所述复合相变储能材料前体进行加热混合，升温至80℃保持温度10min，并持续搅拌，之后自然冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料。

一种多元基体复合相变储能材料，采用上述技术方案制备而成。

本发明的优点和有益效果为：

(1)新体系下的复合相变储能材料制备方法，可使固体废弃物对有机相变材料的承载率提高10％以上，可实现生物质固体废弃物和铁尾矿固体废弃物的资源化循环利用，变废为宝，同时实现生物质固体废弃物和铁尾矿固体废弃物的“减量化、资源化、无害化”处置的目标，减小其对环境的污染。

(2)在制备过程中各组分基体仅进行热处理作为预处理的方式，相比化学改性的预处理，工艺简单，操作容易，不产生废液，对环境污染小，处理方便。将上述三种制备的生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体和硅藻土基体按照2:2:3左右的质量比进行直接混合，便可得到多元基体。其中生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体作为相变材料的主要承载基体，起着基体骨架的作用；而硅藻土基体既可承载相变材料，同时其具有的高封装性能可改善上述两种固体废弃物在承载率和封装效果，相比于仅采用单一固体废弃物作为相变材料的基体，加入硅藻土之后的多元基体，可使得承载率得到10％以上的改善，这样固体废弃物的使用量和技术水平均可得到大大提升。

(3)天然硅藻土基体材料的加入显著提高和改善了，生物质固体废弃物基体材料的封装效果和相变材料的承载率，为相变材料的封装防泄漏提供了新的性价比极高解决途径和方式，有利于加速其实际应用进程。

(4)在尽量不降低相变材料相变潜热的前提下，有效改善相变材料的导热性差的问题，提高热传导效率。

(5)制备的体系下的复合相变储能材料相比纯有机相变材料具有较高的热导率，传热效果好。

(6)导热材料为碳纳米管，亦可为石墨烯、膨胀石墨及活性炭等导热剂，其加入可进一步改善有机相变材料的传热效果，从而保证低温有机相变材料/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/导热剂体系下的复合相变储能材料具有较高的热导率，大大改善其传热效果。

(7)此体系下的复合相变储能材料制备方法简单易行，成本低，便于在实际中应用。

附图说明

图1是本发明实施例一中生物质固体废弃物基体封装的棕榈酸压片法测试图；

其中棕榈酸与生物质固体废弃物基体的质量比分别为：

s-1-1：3:2、s-1-2：1:1、s-1-3：2:3、s-1-4：3:7、s1-5：1:4、s1-6：1:9。

图2是本发明实施例一中铁尾矿基体封装的棕榈酸压片法测试图；

其中棕榈酸与铁尾矿基体的质量比分别为：

s-1-1：2:3、s-1-2：3:7、s-1-3：1:4。

图3是本发明实施例一中硅藻土基体封装的棕榈酸压片法测试图；

其中棕榈酸与硅藻土基体的质量比分别为：

s1-1：1:1、s1-2：2:3、s1-3：3:7。

图4是本发明实施例1多元基体封装的棕榈酸压片法测试图；

图5是红外曲线图；

其中：1-硅藻土基体；2-铁尾矿基体；3-生物质固体废弃物基体；4-低温相变材料棕榈酸；5-实施例1制备的多元基体复合相变储能材料；6-实施例4制备的多元基体复合相变储能材料。

图6是熔化凝固曲线对比图；

其中：1-实施例4制备的多元基体复合相变储能材料，2-实施例1制备的多元基体复合相变储能材料，3-纯棕榈酸。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例中所使用低温有机相变材料为有机相变材料棕榈酸来自于国药集团化学试剂有限公司熔点为63℃，相变潜热为185.4j/g。

实施例中所使用生物质固体废弃物取自华北平原某地辣椒秸秆及杨树叶和木屑：平均化学组成为纤维素(33.47％)，半纤维素(26.29％)，木质素(16.65％)，灰分(7.13％)，水溶物(14.52％)，果胶质(1.81％)，其它(1.94％)。

实施例中铁尾矿来着华北某选厂的尾矿库，其化学成分含量为cao(30.77％)、fe2o3(12.23％)、mgo(13.84％)、sio2(31.98％)、so3(3.89％)、al2o3(6.49％)、其它(0.8％)。

实施例一

一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

主要步骤如下：

多元基体制备：

(1)生物质固体废弃物基体制备：先将辣椒秸秆采用斧刀预粉碎至10～100mm的颗粒，再将90wt％的粉碎后的所述辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑混合得到生物固体废弃物，将所述生物固体废弃物进行干燥处理，之后利用球磨机和振动筛将干燥后的所述生物固体废弃物粉碎至100目以下，再隔绝空气加热至300℃时保温40分钟，继续升温至800℃时保温60分钟，自然冷却至室温，筛分后取-60目物料得到所述生物质固体废弃物基体。

(2)将能够吸附自身重量2.6倍以上水的硅藻土采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去其中含铁杂质，然后加热到360℃左右保温2h，自然冷却便得到纯化硅藻土基体。

(3)先将铁尾矿在干燥箱中110℃下干燥处理2h，采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去铁尾矿中含铁杂质，将除去铁杂质的-60目所述铁尾矿与淀粉、蒙脱石粉按照质量比37：10：3的比例进行混合，并加入铁尾矿质量1.5倍的水采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800r/min搅拌速度下混合均匀得到铁尾矿混合物，将所述铁尾矿混合物在120℃下干燥2h，之后升温至320℃时保温35分钟，然后再加热至600℃时保温70分钟，自然冷却至室温得到所述铁尾矿基体。

(4)采用直接加热熔融混合法，将低温有机相变材料棕榈酸与生物质固体废弃物基体按照3：2、1：1、2：3、3：7、1：4、1：9(分别对应图1中的s-1-1、s-1-2、s-1-3、s-1-4、s1-5、s1-6)的质量比在数显恒湿多头磁力搅拌器进行加热混合，并在2000r/min搅拌速度下进行搅拌。待相变材料始终处于熔化状态后，在数显恒湿多头磁力搅拌器数显温度升至80℃后，使温度保持在80℃约10分钟，这样相变材料更容易更能充分被吸附到多孔材料孔隙结构中，然后进行自然冷却，冷却后采用压片法测定其泄漏情况。从图1可看出，棕榈酸与生物质固体废弃物基体之比从3：2、1：1、2：3、3：7、1：4一直到1：9的变化过程中，随着棕榈酸所占质量分数的减小，采用压片法测定泄漏时的面积越小，当棕榈酸与生物质固体废弃物基体之比为1：9时，无泄漏发生，初步确定出其封装承载棕榈酸的较优范围为10～15％。

(5)采用直接加热熔融混合法，将低温有机相变材料棕榈酸与处理后的铁尾矿基体按照2：3、3：7、1：4(分别对应图2中的s-1-1、s-1-2、s-1-3)的质量分数进行在数显恒湿多头磁力搅拌器加热混合，并在1500r/min搅拌速度下进行搅拌。待相变材料始终处于熔化状态后，在数显恒湿多头磁力搅拌器数显温度升至80℃后，使温度保持在80℃约10分钟，这样相变材料更容易更能充分被吸附到多孔材料孔隙结构中，然后进行自然冷却，冷却后采用压片法测定其泄漏情况。从图2可看出，棕榈酸与铁尾矿固体废弃物基体之比从3：2：3、3：7、1：4的变化过程中，随着棕榈酸所占质量分数的减小，采用压片法测定泄漏时的面积越小，当棕榈酸与铁尾矿固体废弃物基体之比为1：4时，无泄漏发生，初步确定出其封装承载棕榈酸的较优范围为20％～25％。

(6)采用直接加热熔融混合法，将低温有机相变材料棕榈酸与处理后的硅藻土基体按照1：1、2：3、3：7(分别对应图3中的s1-1、s1-2、s1-3)的质量分数进行在数显恒湿多头磁力搅拌器加热混合，并在1600r/min搅拌速度下进行搅拌。待相变材料始终处于熔化状态后，在数显恒湿多头磁力搅拌器数显温度升至80℃后，使温度保持在80℃约10分钟，这样相变材料更容易更能充分被吸附到多孔材料孔隙结构中，然后进行自然冷却，冷却后采用压片法测定其泄漏情况。从图3可看出，棕榈酸与硅藻土基体之比从1：1、2：3、3：7的变化过程中，随着棕榈酸所占质量分数的减小，采用压片法测定泄漏时的面积越小，当棕榈酸与硅藻土基体之比为2：3时，无泄漏发生，初步确定出其封装承载棕榈酸的较优范围为40～45％。

(7)由(4)、(5)和(6)步可确定棕榈酸有机相变材料的较优范围分别为10～15％、20～25％、40～45％。基于硅藻土具有改善生物质固体废弃物和铁尾矿基体的可行性，最终确定的多元基体复合相变储能材料中各基体材料的范围分别为：生物质固体废弃物基体含量为20％，铁尾矿基体含量为20％，硅藻土含量为30％。多元基体的比表面积经测定，其结果如表1所示。从表1可知，具有较大表面积硅藻土的加入，使得铁尾矿固体废弃物基体、生物质固体废弃物基体的表面积均得到了提高，从而为吸附承载更多有机相变材料提供了客观条件，进而改善了铁尾矿固体废弃物基体、生物质固体废弃物基体的封装性能得到改善，这与图4的实验结果一致。

表1多元基体的比表面积对比

将生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体、硅藻土基体和低温有机相变材料按照低温有机相变材料占多元基体复合相变储能材料总质量分数的30％，生物质固体废弃物基体20％，铁尾矿基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的20％，硅藻土基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的30％，混合得到复合相变储能材料前体，采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1500～2000r/min搅拌速度对所述复合相变储能材料前体进行加热混合，升温至80℃保持温度10min，并持续搅拌，之后自然冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料，采用压片法测定其泄漏情况对应图4，从图中可以看出无泄漏情况，与图1相比可知，生物质固体废弃物基体的含量从10％左右，提高至20％左右，而没有发生泄漏。事实上证实硅藻土基体的加入改善了生物质基体的封装性能。

实施例二

一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

主要步骤如下：

(1)生物质固体废弃物基体制备：先将辣椒秸秆采用斧刀预粉碎至10～100mm的颗粒，再将90wt％的粉碎后的所述辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑混合得到生物固体废弃物，将所述生物固体废弃物进行干燥处理，之后利用球磨机和振动筛将干燥后的所述生物固体废弃物粉碎至100目以下，再隔绝空气加热至300℃时保温40分钟，继续升温至800℃时保温60分钟，自然冷却至室温，得到所述生物质固体废弃物基体；。

(2)将硅藻土采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去其中含铁杂质，然后加热到360℃左右保温2h，自然冷却便得到纯化硅藻土基体。

(3)先将铁尾矿在干燥箱中110℃下干燥处理2h，采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去铁尾矿中含铁杂质，将除去铁杂质的所述铁尾矿与淀粉、蒙脱石粉按照质量比37：10：3的比例进行混合，并加入铁尾矿质量2倍的水采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800r/min搅拌速度下混合均匀得到铁尾矿混合物，将所述铁尾矿混合物在120℃下干燥2h，之后升温至320℃时保温35分钟，然后再加热至600℃时保温70分钟，自然冷却至室温得到所述铁尾矿基体。

(4)将生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体、硅藻土基体和低温有机相变材料按照低温有机相变材料占多元基体复合相变储能材料总质量分数的30％，多元基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的70％(生物质固体废弃物基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的25％，铁尾矿基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的25％，硅藻土基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的20％混合得到复合相变储能材料前体，采用数显恒湿多头磁力搅拌器在2000r/min搅拌速度对所述复合相变储能材料前体进行加热混合，升温至80℃保持温度10min，并持续搅拌，之后自然冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料。

实施例三

一种复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

主要步骤如下：

(1)生物质固体废弃物基体制备：先将辣椒秸秆采用斧刀预粉碎至10～100mm的颗粒，再将90wt％的粉碎后的所述辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑混合得到生物固体废弃物，将所述生物固体废弃物进行干燥处理，之后利用球磨机和振动筛将干燥后的所述生物固体废弃物粉碎至100目以下，再隔绝空气加热至300℃时保温40分钟，继续升温至800℃时保温60分钟，自然冷却至室温，得到所述生物质固体废弃物基体；。

(2)将硅藻土采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去其中含铁杂质，然后加热到360℃左右保温2h，自然冷却便得到纯化硅藻土基体。

(3)先将铁尾矿在干燥箱中110℃下干燥处理2h，采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去铁尾矿中含铁杂质，将除去铁杂质的所述铁尾矿与淀粉、蒙脱石粉按照质量比37：10：3的比例进行混合，并加入铁尾矿质量1.5倍的水采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800r/min搅拌速度下混合均匀得到铁尾矿混合物，将所述铁尾矿混合物在120℃下干燥2h，之后升温至320℃时保温35分钟，然后再加热至600℃时保温70分钟，自然冷却至室温得到所述铁尾矿基体。

(4)将生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体、硅藻土基体、碳纳米管和低温有机相变材料按照低温有机相变材料占多元基体复合相变储能材料总质量分数的29.94％，多元基体占总多元基体复合相变储能材料质量分数的69.86％(生物质固体废弃物基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的19.96％，铁尾矿基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的19.96％，硅藻土基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的29.94％，碳纳米管占多元基体复合相变储能材料总质量分数的0.2％混合得到复合相变储能材料前体，采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800r/min搅拌速度对所述复合相变储能材料前体进行加热混合，升温至80℃保持温度10min，并持续搅拌，之后自然冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料。

实施例四

一种多元基体复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

主要步骤如下：

(1)生物质固体废弃物基体制备：先将辣椒秸秆采用斧刀预粉碎至10～100mm的颗粒，再将90wt％的粉碎后的所述辣椒秸秆、5wt％杨树叶和5wt％木屑混合得到生物固体废弃物，将所述生物固体废弃物进行干燥处理，之后利用球磨机和振动筛将干燥后的所述生物固体废弃物粉碎至100目以下，再隔绝空气加热至300℃时保温40分钟，继续升温至800℃时保温60分钟，自然冷却至室温，得到所述生物质固体废弃物基体；。

(2)将硅藻土采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去其中含铁杂质，然后加热到360℃左右保温2h，自然冷却便得到纯化硅藻土基体。

(3)先将铁尾矿在干燥箱中110℃下干燥处理2h，采用1t磁场强度的永磁干式高梯度磁选机进一步除去铁尾矿中含铁杂质，将除去铁杂质的所述铁尾矿与淀粉、蒙脱石粉按照质量比37：10：3的比例进行混合，并加入铁尾矿质量1.5倍的水采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800r/min搅拌速度下混合均匀得到铁尾矿混合物，将所述铁尾矿混合物在120℃下干燥2h，之后升温至320℃时保温35分钟，然后再加热至600℃时保温70分钟，自然冷却至室温得到所述铁尾矿基体。

(4)将生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体、硅藻土基体、碳纳米管和低温有机相变材料按照低温有机相变材料占多元基体复合相变储能材料总质量分数的29.88％，多元基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的69.72％(生物质固体废弃物基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的19.92％，铁尾矿基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的19.92％，硅藻土基体占多元基体复合相变储能材料总质量分数的29.88％，碳纳米管占多元基体复合相变储能材料总质量分数的0.4％混合得到复合相变储能材料前体，采用数显恒湿多头磁力搅拌器在1800r/min搅拌速度对所述复合相变储能材料前体进行加热混合，升温至80℃保持温度10min，并持续搅拌，之后自然冷却降温至室温得到所述多元基体复合相变储能材料。

经dsc测试棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/碳纳米管体系复合相变储能材料的熔化、凝固时相变温度分别为：62.9℃、57.8℃，相变潜热分别为38.5j/g、42.7j/g。而制备的棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/碳纳米管体系多元基体复合相变储能材料的红外曲线如图5所示，从图5中可看出棕榈酸、生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体、硅藻土等组分的主要红外吸收峰和能量振动峰等特征峰，在棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体两体系，以及棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/碳纳米管体系复合相变储能材料中均能够找到，只是峰值大小和位置稍稍发生了变化，这说明棕榈酸、生物质固体废弃物基体、铁尾矿基体、硅藻土、碳纳米管等组分之间只发生了物理作用，证明棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/碳纳米管体系复合相变储能材料各成分之间无化学作用，各组分之间具有良好的化学相容性，此体系配方是可行的、成功的。

图6为0.4％碳纳米管时的棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/碳纳米管体系复合相变储能材料的熔化凝固曲线图。图6中1为纯棕榈酸的熔化凝固曲线图，2为棕榈酸/多元基体耦合后的两体系下复合相变储能材料的熔化凝固曲线图，3为加入0.4％碳纳米管后的棕榈酸/多元基体/碳纳米管耦合后的三组分体系下的复合相变材料的熔化凝固曲线图。从图6可看出，无论是棕榈酸/多元基体两体系复合相变储能材料，还是棕榈酸/多元基体/碳纳米管三体系复合相变储能材料，其在升高相同温度(熔化过程)或降低相同温度(凝固过程)所需的时间得到了减少，尤其是在凝固放热过程中，降低相同温度时，棕榈酸/多元基体两体系复合相变储能材料，还是棕榈酸/多元基体/碳纳米管三体系复合相变储能材料所需时间大大缩短。这说明多元基体和碳纳米管改善了有机相变材料的导热效果差，使得棕榈酸/多元基体两体系复合相变储能材料，还是棕榈酸/多元基体/碳纳米管三体系复合相变储能材料的传热效果得到显著改善和提高。而将棕榈酸/多元基体两体系复合相变储能材料，与棕榈酸/多元基体/碳纳米管三体系复合相变储能材料相比，加入0.4％碳纳米管后的三体系复合相变储能材料，其在升高相同温度(熔化过程)或降低相同温度(凝固过程)所需的时间得到了减少。证实加入碳纳米管能提高棕榈酸/多元基体复合相变储能材料的导热性能，改善其传热效果。此方法制备的棕榈酸/生物质固体废弃物+铁尾矿+硅藻土多元基体/碳纳米管体系复合相变储能材料具有较好导热性能。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。