一种硅烷改性MXene、制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116023909A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211623042.1(22)申请日2022.12.16(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人陈颖沈俊峰盛鑫鑫马妍琦(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理有限公司11562专利代理师王宁宁(51)Int.Cl.C09K5/06(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图5页(54)发明名称一种硅烷改性MXene、制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种硅烷改性MXene、制备方法及其应用，涉及功能材料制备技术领域，二维材料硅烷改性MXene采用HF蚀刻法，用氟化锂和盐酸混合原位生成氢氟酸刻蚀MAX粉末制备。硅烷改性MXene是利用硅烷中的官能团在二维材料与有机物之间搭建“分子”桥，进而能稳定分散在有机相变材料中。本发明提供了一种无过冷、焓值高的相变微胶囊的制备方法，采用原位聚合法，将含有硅烷改性MXene的有机相变芯材和乳化剂粉末混合，再加入去离子水形成乳化液，采用搅拌剪切方法，形成结构稳定的水包油(W/O)微乳液结构；随后加入壳材预聚体溶液进行聚合反应，得到无过冷度，高焓值的相变微胶囊。CN116023909ACN116023909A权利要求书1/1页1.一种硅烷改性MXene的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将MAX粉末分散在氟化锂与盐酸混合溶液中，加热搅拌刻蚀；反应结束后，洗涤沉淀物；将洗涤过的沉淀物重新分散在水中，在惰性气体保护下进行超声剥离，之后离心收集稳定的胶体分散体，冷冻干燥后得到MXene；(2)取步骤(1)得到的MXene分散在无水乙醇和水的混合溶液中，进行第一次超声，得到纳米级的MXene；加入硅烷偶联剂，进行第二次超声；油浴加热，搅拌，得到悬浮液，除去未反应的硅烷偶联剂，冷冻干燥后得到硅烷改性MXene。2.根据权利要求1所述一种硅烷改性MXene的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，MAX粉末和氟化锂的质量比为2～4：3～5。3.根据权利要求1所述一种硅烷改性MXene的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，先后用盐酸、氯化锂溶液、水洗涤沉淀物。4.根据权利要求1所述一种硅烷改性MXene的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂为正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷中的一种。5.根据权利要求1所述一种硅烷改性MXene的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，MXene、无水乙醇、水和硅烷偶联剂的质量比为1.5:158:5:1。6.一种硅烷改性MXene，其特征在于，根据权利要求1～5任一项所述制备方法制备得到。7.一种消除石蜡类相变微胶囊过冷度的方法，其特征在于，在微胶囊制备过程中加入权利要求6所述硅烷改性MXene。8.一种相变微胶囊，其特征在于，其芯材中加入权利要求6所述硅烷改性MXene。9.一种权利要求8所述相变微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将三聚氰胺、甲醛溶液和水混合，用三乙醇胺调节pH值至碱性，搅拌得到三聚氰胺‑甲醛预聚体，记为溶液A；将权利要求6所述硅烷改性MXene与有机相变材料进行加热搅拌混合得到溶液B；将乳化剂溶解在水中，并用无水柠檬酸钠调节pH至酸性得到溶液C；(2)将溶液B与溶液C混合，加热进行剪切乳化，再加入溶液A，进行聚合反应，反应结束后，得到的乳液进行冷冻干燥得到相变微胶囊。10.根据权利要求9所述一种相变微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，三聚氰胺、甲醛溶液和水的质量比为9～15：15～20：60～80。2CN116023909A说明书1/10页一种硅烷改性MXene、制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及功能材料制备技术领域，特别是涉及一种硅烷改性MXene、制备方法及其应用。背景技术[0002]近年来，由于化石能源枯竭和能源危机问题，储能技术引起了人们的高度重视。潜热储存作为储能技术的一种方式，是通过相变材料实现的，它可以在温度不变的情况下提供潜热，具有储能密度大、有利于设备的紧凑化和微型化以及能够维持温度恒定等优势，可以有效解决能量供求不平衡的问题。在太阳能储热系统、工业余热回收、相变节能建筑、空调蓄冷系统、电子元器件散热以及纺织织物方面具有重大应用价值和发展前景。相变材料中的石蜡相变材料具有相变潜热高、来源广、相变温度范围广而受到广泛关注，但直接应用石蜡类相变材料存在易燃、易泄漏、体积变化大等问题。[0003]过冷是相变微胶囊存在的一个显著的问题，石蜡相变材料被封装在微小尺寸中会由于成核不良导致出现过冷现象。过冷指的是