[发明专利]一种具有豆荚结构的相变储能材料及其制备方法与应用

权利要求书

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，其中所述相变储能材料包括复数个相变材料颗粒，且所述复数个相变材料颗粒相互隔离。

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。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，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℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳层打印墨水的温度为10~20℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的浓度为40~50mg/mL。

6.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。

7.根据权利要求6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℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述打印速度为3mm/s。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，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。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述注射泵泵入壳层打印墨水的速度为600μL/min。

11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述打印基底包括铝箔和/或聚四氟乙烯。

12.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。

13.根据权利要求12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。

14.根据权利要求12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。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂为氢碘酸。

16.由权利要求1-15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。

17.根据权利要求16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。

18.根据权利要求17所述的具有豆荚结构的相变储能材料，其特征在于，所述相变储能材料中豆荚结构的粒径为0.5~1mm。