一种具有豆荚结构的相变储能材料及其制备方法与应用

文档序号:25423729发布日期:2021-06-11 21:36阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有豆荚结构的相变储能材料的制备方法,其特征在于包括:

提供液态相变材料作为核层打印墨水;

提供氧化石墨烯分散液作为壳层打印墨水;以及,

采用3d打印技术,将所述核层打印墨水间歇式注入同轴打印针头的内层,将所述壳层打印墨水连续注入同轴打印针头的外层,进行同轴打印,从而获得具有豆荚结构的相变储能材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述相变材料包括正十八烷;

优选的,所述相变材料为正十八烷时,所述核层打印墨水的温度为30~32℃;

和/或,所述壳层打印墨水的温度为10~20℃;

和/或,所述氧化石墨烯分散液的浓度为40~50mg/ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于包括:

将所述核层打印墨水置于第一注射器中,所述第一注射器固定设置于蠕动泵上;

将所述壳层打印墨水置于第二注射器中,所述第二注射器固定设置于注射泵上;

将所述第一注射器、第二注射器分别连接在所述同轴打印针头的内层和外层,设置3d打印的工艺参数,在打印基底上进行同轴打印,从而获得所述具有豆荚结构的相变储能材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述3d打印技术采用的工艺条件包括:打印速度为1~10mm/s,同轴打印针头距离打印机热床的高度为1~3mm,打印机热床温度为20~25℃;优选的,所述打印速度为3mm/s;

和/或,所述蠕动泵的转速为0.8~3.0rap,所述注射泵泵入壳层打印墨水的速度为400~800μl/min;优选的,所述注射泵泵入壳层打印墨水的速度为600μl/min;

和/或,所述打印基底包括铝箔和/或聚四氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于还包括:在所述同轴打印完成后,对所获材料进行干燥、还原处理。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述干燥处理包括室温自然干燥。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述还原处理包括:在所述干燥处理完成后,采用还原剂对所获材料于4~90℃进行还原处理6~12h,从而获得所述具有豆荚结构的相变储能材料;

优选的,所述还原剂为氢碘酸。

8.由权利要求1-7中任一项所述方法制备的具有豆荚结构的相变储能材料,所述相变储能材料包括还原的石墨烯及复数个相变材料颗粒,所述相变储能材料具有豆荚结构,所述复数个相变材料颗粒封装于所述还原的氧化石墨烯中。

9.根据权利要求8所述的具有豆荚结构的相变储能材料,其特征在于:所述复数个相变材料颗粒相互隔离;

和/或,所述相变储能材料中豆荚结构的粒径为0.5~1mm;

和/或,所述相变储能材料具有宏观上的镂空网格结构。

10.权利要求8或9所述的具有豆荚结构的相变储能材料于相变储能系统或智能织物领域中的用途。


技术总结
本发明公开了一种具有豆荚结构的相变储能材料及其制备方法与应用。所述制备方法包括:采用3D打印技术,将作为核层打印墨水的相变材料间歇式注入同轴打印针头的内层,将作为壳层打印墨水的氧化石墨烯分散液连续注入同轴打印针头的外层,进行同轴打印,从而获得具有豆荚结构的相变储能材料。本发明制备的具有豆荚结构的相变储能材料实现了相变材料的独立包裹,成功的实现了相变材料的独立封装、连续制备,并且具有较高的相变潜热;同时该制备方法工艺简单,可重复性好,具有良好的循环稳定性,即1000次冷热循环后包覆率可达100%,该相变结构尺寸可控,大小均匀,可应用于相变储热以及智能衣物等领域。

技术研发人员:张永毅;贾胜敏;吕小婷;李清文;刘美男
受保护的技术使用者:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院
技术研发日:2021.02.05
技术公布日:2021.06.11
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