(10)申请公布号 (43)申请公布日 2010.10.13*CN101857795A*
(21)申请号 200910029293.5
(22)申请日 2009.04.08
C09K 5/06(2006.01)
(71)申请人方东
地址224002 江苏省盐城市开放大道50号
盐城师院东村18号楼106室
申请人谢毅
(72)发明人方东
谢毅
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种离子液体复合相变储能材
料及其制备方法。相变储能复合材料采用多孔材
料作为基体材料，再浸渗室温离子液体相变材料
构成。多孔材料采用多孔石墨、蒙脱土、活性碳、
膨胀珍珠岩、煅烧高岭土、海泡石、凹凸棒土、粉煤
灰膨胀材料及其混合物，离子液体采用熔点低于
100℃的室温离子液体及其混合物。与现有的复合
相变储能材料相比，离子液体复合相变储能材料
具有热稳定性好、没有蒸汽压等优点，可有效促进
复合相变储能材料在诸多领域的应用。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页CN 101857795 A
C N 101857795 A
1.一种离子液体复合相变储能材料，其特征在于：采用多孔材料作为基体材料，再浸渗室温离子液体相变材料构成。
2.根据权利要求1所述的离子液体复合相变储能材料，其特征在于：多孔材料采用多孔石墨、蒙脱土、活性碳、膨胀珍珠岩、煅烧高岭土、海泡石、凹凸棒土、粉煤灰膨胀材料及其混合物之一种。
3.根据权利要求1所述的离子液体复合相变储能材料，其特征在于：离子液体采用熔点低于100℃的室温离子液体及其混合物之一种。
4.根据权利要求1所述的离子液体复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：离子液体对多孔材料的浸渗，采用下述方法之一种：
(1)普通浸渗：直接将多孔材料浸泡在离子液体中，浸泡时间为30分钟到24小时，浸泡后取出多孔材料，清洁其表面，然后采用聚合物基复合材料在多孔材料表明加密封膜层；
(2)真空浸渗：先用抽真空的方法抽除多孔材料中的空气，使真空度不低于0.095MPa，在真空环境下用离子液体浸泡多孔材料，浸泡时间为10分钟到2小时，然后，在常压下继续浸泡5分钟以上，浸泡后取出多孔材料，清洁其表面，然后采用聚合物基复合材料在多孔材料表明加密封膜层。
离子液体复合相变储能材料及其制备方法
一技术领域
[0001] 本发明涉及一种离子液体复合相变储能材料及其制备方法，即适用于以多孔石墨、蒙脱土、活性碳、膨胀珍珠岩、煅烧高岭土、海泡石、凹凸棒土、粉煤灰膨胀材料及其混合物为多孔材料，以熔点低于100℃的室温离子液体及其混合物为相变材料，制备复合相变储能材料的场合。本发明属于储能复合材料领域。
二背景技术
[0002] 室温离子液体是指在室温范围内(一般为100℃下)呈现液态的完全由离子构成的物质体系。一般由有机阳离子和无机阴离子、有机阴离子组成，其性能主要由组成的阳离子和阴离子共同决定，可以采用分子设计，对其进行调整。离子液体具有很多独特的理化性能，经测定，许多咪唑阳离子构成的离子液体的热分解温度高达400℃。由于离子液体的熔点一般低于100℃，因此其稳定的液态范围可达300℃～400℃，这是普通溶剂无法比拟的。与传统的有机溶剂不同，由于离子液体内部的库仑引力较大，相当于水的10倍，其蒸汽压几乎察觉不到。离子液体随其阴离子和阳离子的不同呈现出一定的极性，对金属络合物具
)、碳化物、氮化物、硫化物有很强的溶解能力，对于普通溶剂难以溶解的氢化物(NaH、CaH
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以及各种氧化物的盐类化合物，离子液体也具有良好的溶解能力。早在研究太阳能电池电
组成的离子液解液时就已经知道了离子液体具有较宽的电化学窗口，由咪唑氯化物/AlCl
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体的电化学窗口可达到4V，有的电化学窗口甚至可达5～6V。因此，被认为是一种具有广阔应用前景的新型环境友好的绿材料。
[0003] 在储能技术的研究中，相变材料(Phase change materials，PCMs)因其具有储能密度大、储能能力大、温度恒定、过程易控制、可以多次重复使用等优点，成为国内外能源利用和材料科学方面研究的热点。相变材料主要包括无机PCMs、有机PCMs和复合PCMs三类，无机类PCMs主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCMs主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；近年来，复合相变储能材料应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储能材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储能材料已成为储能材料领域的重点研究课题。
[0004] 相变储能技术于20世纪60年代在美欧等西方国家发展起来。随着载人空间技术的迅速发展，美国宇航局(NASA)大力发展了PCMs热控技术。而相变储能材料作为一种高效率的热能储存介质，很快得到
了各界的重视并迅速发展起来。目前，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、储热建筑等众多领域都具有重要的应用价值和广阔的前景。
[0005] 相对于已经进入实用阶段的美、日、德等发达国家，我国虽然起步较晚，对储能材料的理论和应用研究还比较薄弱，但近年来进展迅速，取得了一定成果，如中国专利CN 1294229C公开了一种多孔石墨与有机相变材料制备而成的相变储能复合材料及其制备方法、中国专利CN 101139181A公开了一种有机相变材料复合膨胀珍珠岩材料的乳化法制备工艺、中国专利CN 101348708A公开了一种有机无机复合相变材料的制备方法。目前公开
报道的复合型相变储能材料均以脂肪酸、烷烃、酯类等有机材料与多孔材料复合而成，然而，这些传统的有机材料的耐热定性、耐老化性存在一定缺点，使得相变材料的耐久性降低；有的存在一定的蒸汽压，对后处理密封性要求很高，给材料制备、应用带来不便。
三发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种耐热温度高、热稳定性好、无蒸汽压、环境友好、有利于大规模工业化生产的离子液体复合相变储能材料及其制备方法。
[0007] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种离子液体复合相变储能材料及其制备方法，采用多孔材
料作为基体材料，再浸渗室温离子液体相变材料构成复合型相变储能材料。[0008] 本发明提出的离子液体复合相变储能材料的多孔材料采用多孔石墨、蒙脱土、活性碳、膨胀珍珠岩、煅烧高岭土、海泡石、凹凸棒土、粉煤灰膨胀材料及其混合物之一种。[0009] 本发明提出的离子液体复合相变储能材料的离子液体采用熔点低于100℃的室温离子液体及其混合物之一种。
[0010] 上述离子液体复合相变储能材料的制备方法，是采用离子液体对多孔材料的浸渗，可采用下述二种浸渗方法之一种：
[0011] (1)普通浸渗：直接将多孔材料浸泡在离子液体中，浸泡时间为30分钟到24小时，浸泡后取出多孔材料，清洁其表面，然后采用聚合物基复合材料在多孔材料表明加密封膜层；
[0012] (2)真空浸渗：先用抽真空的方法抽除多孔材料中的空气，使真空度不低于0.095MPa，在真空环境下用离子液体浸泡多孔材料，浸泡时间为10分钟到2小时，然后，在常压下继续浸泡5分钟以上，浸泡后取出多孔材料，清洁其表面，然后采用聚合物基复合材料在多孔材料表明加密封膜层。与普通浸渗方法相比，真空浸渗方法生产效率高、浸渗效果好、相变性能及稳定性好，但生产设备、浸渗技术要求较高。
[0013] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：
[0014] (1)本发明为离子液体复合相变储能材料及其制备方法，由于离子液体具有优异的热稳定性、没有蒸汽压等独特的性质，可以克服目前使用传统有机材普遍存在的热稳定性不高、具有一定挥发性等问题，提高复合储能材料的性能；
[0015] (2)离子液体的蒸汽压检测不到，没有挥发性，生产、使用复合相变储能材料没有“三废”排放，对人、畜以及环境均不会造成危害、污染，有利于大规模推广应用。
四附图说明
[0016] 附图是本发明离子液体复合相变储能材料及其制备方法的流程图。
五具体实施方式
[0017] 以下通过实施例详述本发明，这些实施例只为清楚公开本发明，不作为对本发明的限制。
[0018] 实施例1
[0019] 在普通反应釜中，加入30克熔点低于环境温度的室温离子液体，采用普通浸渗方法，边搅拌边加入20克多孔石墨材料，使多孔材料浸泡在离子液体中24小时。取出，清洁
其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0020] 实施例2
[0021] 在普通反应釜中，加入30克熔点在50～100℃的室温离子液体，先加热熔化室温离子液体，再采用普通浸渗方法，将20克多孔石墨材料浸泡在离子液体中24小时。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0022] 实施例3
[0023] 在真空反应釜中，边搅拌边加入30克熔点低于操作环境温度的室温离子液体和20克多孔石墨材料，采用真空浸渗方法，打开抽气阀使真空反应釜的真空度不低于0.095Mpa，将多孔石墨材料浸泡在离子液体中15分钟。去除真空后继续浸泡5分钟。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0024] 实施例4
[0025] 在真空反应釜中，加入30克熔点在50～100℃的室温离子液体，加热熔化室温离子液体，边搅拌边加入20克多孔石墨材料，然后采用真空浸渗方法，打开抽气阀使真空反应釜的真空度不低于0.095Mpa，将多孔石墨材料浸泡在离子液体中15分钟。去除真空后继续浸泡5分钟。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。[0026] 实施例5
[0027] 在普通反应釜中，加入20克熔点低于操作环境温度的室温离子液体，采用普通浸渗方法，搅拌边加入20克活性炭材料，使多孔材料浸泡在离子液体中24小时。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0028] 实施例6
[0029] 在普通反应釜中，加入30克熔点在50～100℃的室温离子液体，先加热熔化室温离子液体，再采用普通浸渗方法，将20克活性炭材料浸泡在离子液体中24小时。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0030] 实施例7
[0031] 在真空反应釜中，边搅拌边加入30克熔点低于操作环境温度的室温离子液体和20克蒙脱土，采用真空浸渗方法，打开抽气阀使真空反应釜的真空度不低于0.095Mpa，将蒙脱土浸泡在离子液体中15分钟。去除真空后继续浸泡5分钟。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0032] 实施例8
[0033] 在真空反应釜中，边搅拌边加入20克熔点低于操作环境温度的室温离子液体和20克膨胀珍珠岩，采用真空浸渗方法，打开抽气阀使真空反应釜的真空度不低于0.095Mpa，将膨胀珍珠岩材料浸泡在离子
液体中15分钟。去除真空后继续浸泡5分钟。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
[0034] 实施例9
[0035] 在真空反应釜中，加入30克熔点在50～100℃的室温离子液体，加热熔化室温离子液体，边搅拌边加入20克煅烧高岭土，然后采用真空浸渗方法，打开抽气阀使真空反应釜的真空度不低于0.095Mpa，将煅烧高岭土浸泡在离子液体中15分钟。去除真空后继续浸泡5分钟。取出，清洁其表面，并采用环氧树脂在多孔材料表面作密封涂层。
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