[发明专利]一种金属有机骨架基光热复合相变材料及其应用

说明书

本发明实施例涉及相变材料领域，具体涉及一种金属有机骨架基光热复合相变材料及其应用。包括金属有机骨架基复合相变材料和包覆在金属有机骨架基复合相变材料上的光敏剂，所述金属有机骨架基复合相变材料包括多孔的金属有机骨架基体、及吸附在金属有机骨架基体表面或孔道内的相变材料。本发明采用的光敏剂具备高效光吸收性能，光敏颗粒在金属有机骨架基复合相变材料表面和/或孔隙中实现聚合生长及均匀包覆，有助于缩短传热路径从而促进光引发的热向外界高效传递，赋予复合材料高效的光热转换性能，拓宽单一材料对光谱的利用范围，解决传统金属有机骨架基相变储热材料功能性单一问题。

技术领域

本发明涉及相变材料领域，具体涉及一种金属有机骨架基光热复合相变材料及其应用。

背景技术

近年来，由于不可回收的化石燃料容易造成环境污染和能源危机，可再生、丰富、清洁的太阳能有望替代化石燃料，缓解能源危机。因此，太阳能储能的应用受到了广泛的关注。然而，由于太阳辐射的间歇性和不稳定性，很难直接有效地利用太阳能。由于相变过程中相变材料的潜热量，相变材料已被用于收集和储存太阳能。因此，开发具有太阳能热转换性能的基于相变材料的能量管理系统被认为是克服太阳辐射不连续性和提高太阳能利用效率的最有前途的技术之一。

目前，已经研究了各种有机化合物(如聚乙二醇、酯和石蜡)和无机化合物(如氢氧化物、合金和盐)用于储能。在各种相变材料中，有机醇因其高潜热、良好的化学稳定性和理想的相变温度而成为最具吸引力和研究最广泛的候选者之一。然而，有机醇在熔融状态下的泄漏限制了其在热能储存领域的大规模应用。目前，大多数研究集中在使用微囊化来解决相变材料的泄漏问题。然而，微胶囊的核壳结构和制备过程是复杂的。此外，由于壳材料对复合相变材料的蓄热性能几乎没有贡献，微胶囊中壳材料的高比例将显着降低复合材料的相变焓。鉴于三维金属有机骨架具有高比表面积和高孔隙率，可作为多孔载体实现有机醇相变材料的包封，有效解决泄漏问题。但是，有机醇的光热转换效率低，限制了其在太阳能利用领域的实际应用。因此，有必要开发具有高储能密度和优异太阳能热转换性能的金属有机骨架基光热复合相变材料。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

发明目的

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种金属有机骨架基光热复合相变材料及其应用，解决了现有技术中金属有机骨架基相变材料的功能单一化难题，并解决了用于改性相变复合材料的光敏剂易团聚的问题，同时克服了光热转换型相变复合材料光热转换效率低的缺点，本发明制备的光热复合相变材料在光热储能领域具有良好的应用前景。

解决方案

为实现本发明目的，本发明实施例提供了一种金属有机骨架基光热复合相变材料，包括金属有机骨架基复合相变材料和包覆在金属有机骨架基复合相变材料上的光敏剂，所述金属有机骨架基复合相变材料包括多孔的金属有机骨架基体、及吸附在金属有机骨架基体表面或孔道内的相变材料。

本发明通过金属有机骨架基体的高毛细吸附力封装相变材料，并为光敏剂的生长包覆提供位点，避免光敏剂颗粒团聚，从而实现结构的功能化。本发明的相变材料优先采用固-液相变材料，受外界温度驱动会发生固态-液态相变实现热能的释放/吸收，可与光敏剂协同发挥光热转换-热能储存作用。

进一步地，所述金属有机骨架基复合相变材料的孔道内也含有光敏剂。光敏剂可以在金属有机骨架基复合相变材料的孔隙中均匀分散，有助于缩短传热路径，从而促进光引发的热向外界高效传递。