硅藻土/Cu纳米线相变储能复合基体材料及其制备方法

硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料及其制备方法。


背景技术：

2.硅藻土具有良好的吸附性能和结构稳定性，可以用作相变储能材料的基体。当前，以硅藻土作为基体，有机物作为相变材料的复合相变储热材料逐渐受到关注，具有良好的应用前景。
3.目前对硅藻土基相变储能材料的研究主要集中在通过硅藻土复合有机相变材料来提高有机相变储能材料的综合性能。但是，就目前而言，硅藻土基复合有机相变储热材料还是存在一些缺陷：如导热率低，以及导热率低所导致的相变材料存在明显的过冷度现象。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料及其制备方法。所述技术方案如下：
5.第一方面，提供一种硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料的制备方法，包括以下步骤：
6.取二水氯化铜加水后搅拌，完全溶解后加入四甲基乙二胺继续搅拌，再加入无水葡萄糖搅拌，最后加入封端剂直至溶液被搅拌形成均匀的亮蓝色浑浊溶液，再加入硅藻土；充分搅拌后将溶液于120-160℃反应6h-12h，得到硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料。
7.进一步的，所述封端剂包括十六烷基溴化铵、己二酸、对苯二甲酸或马来酸酐中的任一种。
8.进一步的，以质量比计，二水氯化铜:无水葡萄糖＝1:2.6-2.7。
9.进一步的，以质量比计，二水氯化铜:硅藻土＝1:20。
10.进一步的，所述充分搅拌后将溶液于160℃反应6h。
11.进一步的，加入封端剂后，搅拌条件为800r/min搅拌30min。
12.第二方法，提供一种硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料，采用如上述第一方面所述的方法制备得到。
13.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例中，取二水氯化铜加水后搅拌，完全溶解后加入四甲基乙二胺继续搅拌，再加入无水葡萄糖搅拌，最后加入封端剂直至溶液被搅拌形成均匀的亮蓝色浑浊溶液，再加入硅藻土；充分搅拌后将溶液于120-160℃反应6h-12h，得到硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料。本发明的方法能够在硅藻土颗粒表面生长包裹cu纳米线。制备得到的硅藻土/cu纳米线复合基体材料在负载有机相后，形成的复合相变储能材料导热率得到大幅度提升。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本发明实施例中1制备的硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料的xrd图谱；
16.图2是本发明实施例中1制备的硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料的sem图片。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
18.实施例1制备硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料
19.取1.078g二水氯化铜及40ml去离子水加入烧杯，将烧杯放置在磁力搅拌器上搅拌5min，然后加入4.8ml四甲基乙二胺搅拌5min，再加入2.88g无水葡萄糖搅拌5min，最后加入3.23g十六烷基溴化铵作为封端剂，直至溶液被搅拌形成成分均匀的亮蓝色浑浊溶液后，再加入20g硅藻土。以800r/min的转速充分搅拌30min后，取出磁转子，并将溶液放入水热反应釜，在恒温箱中160℃反应6h，得到硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料。
20.实施例2制备硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料
21.取1.235g二水氯化铜及40ml去离子水加入烧杯，将烧杯放置在磁力搅拌器上搅拌5min，然后加入5.5ml四甲基乙二胺搅拌5min，再加入3.29g无水葡萄糖搅拌5min，最后加入1.03g乙二酸作为封端剂，直至溶液被搅拌形成成分均匀的亮蓝色浑浊溶液后，再加入25g硅藻土。以800r/min的转速充分搅拌30min后，取出磁转子，并将溶液放入水热反应釜，在恒温箱中140℃反应8h，得到硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料。
22.实施例3制备硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料
23.取1.168g二水氯化铜及40ml去离子水加入烧杯，将烧杯放置在磁力搅拌器上搅拌5min，然后加入5.2ml四甲基乙二胺搅拌5min，再加入3.11g无水葡萄糖搅拌5min，最后加入1.80g对苯二甲酸作为封端剂，直至溶液被搅拌形成成分均匀的亮蓝色浑浊溶液后，再加入25g硅藻土。以800r/min的转速充分搅拌30min后，取出磁转子，并将溶液放入水热反应釜，在恒温箱中140℃反应10h，得到硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料。
24.实施例4制备硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料
25.取1.415g二水氯化铜及40ml去离子水加入烧杯，将烧杯放置在磁力搅拌器上搅拌5min，然后加入6.3ml四甲基乙二胺搅拌5min，再加入3.76g无水葡萄糖搅拌5min，最后加入1.29g马来酸酐作为封端剂，直至溶液被搅拌形成成分均匀的亮蓝色浑浊溶液后，再加入28g硅藻土。以800r/min的转速充分搅拌30min后，取出磁转子，并将溶液放入水热反应釜，在恒温箱中120℃反应12h，得到硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料。
26.实施例5硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体复合月桂酸相变储能材料
27.以质量比3:1分别称取月桂酸和硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料，将两者
混合后放入烘箱抽真空，然后加热至90℃，保温1h；将温度降低至40℃保温30min，再升温至80℃保温30min，最后自然降温至室温。
28.实施例6硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体复合石蜡相变储能材料
29.以质量比3:1分别称取石蜡和硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料，将两者混合后放入烘箱抽真空，然后加热至90℃，保温1h；将温度降低至45℃保温30min，再升温至80℃保温30min，最后自然降温至室温。
30.实施例7硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体复合聚乙二醇相变储能材料
31.以质量比3:1分别称取聚乙二醇和硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料，将两者混合后放入烘箱抽真空，然后加热至90℃，保温1h；将温度降低至50℃保温30min，再升温至80℃保温30min，最后自然降温至室温。
32.取实施例1制得的硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料，用x射线衍射进行检测，结果如图1所示。图中上方为硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料，下方为cu纳米线。可以看出，实施例1制备的材料完美的展现了cu的物相数据并和标准数据能够做到完美匹配。说明制备的复合基体材料中具有cu。
33.图2是实施例1制得的硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体材料的sem图片，图中硅藻土颗粒完全被交织在一起的cu纳米线包裹，并且还形成了大量的孔洞结构，在保留了硅藻土颗粒的情况下，这样的微观形貌非常有利于有机相变储能材料的贮存。
34.纯硅藻土的对于月桂酸的负载率为54％-58％，对比而言硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体对于月桂酸的负载率为66％左右，证明了铜纳米线对硅藻土的负载率具有一定提升作用，这一点也和sem的结果相对应。
35.本发明的方法能够在硅藻土颗粒表面生长包裹cu纳米线，效果良好。纯月桂酸的导热率为0.2326w/(m
·
k)，硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体负载月桂酸后形成复合相变储能材料(实施例5)的导热率为0.56543w/(m
·
k)，相较于纯月桂酸，复合相变储能材料的导热率得到了大幅度提升。硅藻土/cu纳米线相变储能复合基体复合石蜡(实施例6)或聚乙二醇(实施例7)后，其导热率相较于纯石蜡和聚乙二醇也分别提升了123％和155％。
36.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。