[发明专利]基于石墨烯的高热导率复合变色材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于石墨烯的高热导率复合变色材料，其特征在于，该材料由石墨烯纳米片、分散剂和有机溶剂制备而成，所述石墨烯纳米片和分散剂的质量比为0.03～0.12:1，石墨烯纳米片和有机溶剂质量体积比为1～1.5mg/mL；

所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述石墨烯纳米片的面间距为0.18～0.90μm，石墨烯纳米片的分散度为2层石墨烯分散液。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的高热导率复合变色材料，其特征在于，所述石墨烯纳米片为非氧化石墨烯的层状堆积体。

3.一种根据权利要求2所述的基于石墨烯的高热导率复合变色材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将高能态石墨鳞片分散于分散剂中，利用直接液相剥离法制备非氧化还原的石墨烯纳米片分散液；

(2)将步骤(1)制得的石墨烯纳米片分散液与有机溶剂混合，搅拌使其均匀混合成基于石墨烯的高热导率复合变色材料。

4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的高热导率复合变色材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中直接液相剥离法，包括以下步骤

利用高能态石墨鳞片在微波的作用下发生层间膨胀，将获得的膨胀石墨和聚乙烯吡咯烷酮按照1:100的质量比，同时按照膨胀石墨和N-甲基吡咯烷酮质量体积比为1～2mg/L将两者混合；连续超声48～72个小时，静置过夜，次日取上层，在7000r/min下离心1小时，吸取清液后继续超声12小时，获得最终产物石墨烯纳米片分散液。

5.根据权利要求3所述的基于石墨烯的高热导率复合变色材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中石墨烯纳米片分散液与有机溶剂的质量比为0.1:1。

6.一种基于石墨烯的高热导率复合变色材料的应用，其特征在于，该材料用于制备通过磁场调控的变色导热装置。

7.根据权利要求6所述的基于石墨烯的高热导率复合变色材料的应用，其特征在于，所述变色导热装置包括导热部件和感应线圈；

所述导热部件为立方体结构，包括密封钢化玻璃(7)，以及密封在钢化玻璃(7)内部空腔的热导率可调的高热导率复合变色材料(8)，所述高热导率复合变色材料(8)充满密封钢化玻璃(7)内部空腔；

所述感应线圈包括沿导热部件长边，分别缠绕于导热部件上部、下部的两个平行线圈(6)，两个平行线圈(6)互相平行，以及缠绕于钢化玻璃侧部的一个垂直线圈(5)；垂直线圈(5)同时与两个平行线圈(6)相交；每个线圈的两端分别设置有连接电源正极和负极的导线。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述垂直线圈(5)的匝数为5～50匝。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，每个所述平行线圈(6)的匝数与平行线圈(6)相交的导热部件边沿长度成正比，比值为50～100mm/匝。