一种精准调温的相变复合纤维及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115852701A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211524144.8(22)申请日2022.11.30(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所地址215123江苏省苏州市工业园区独墅湖高教区若水路398号(72)发明人赵静娜章文涛李清文(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256专利代理师王锋(51)Int.Cl.D06M15/53(2006.01)D06M10/06(2006.01)C09K5/06(2006.01)D06M101/40(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称一种精准调温的相变复合纤维及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种精准调温的相变复合纤维的制备方法，通过电解水析氢技术使碳纳米管纤维发生膨胀，然后结合原位浸渍‑拉伸，将相变材料填充至碳纳米管纤维的网络骨架结构，形成碳纳米管相变复合纤维，同时通过对相变材料的类型及复合配比的选择，进一步拓宽复合纤维的调温范围。通过采用本发明的技术方案，可以充分利用碳纳米管纤维纳米结构网络骨架的高强、高导电、高导热的特性，并结合相变材料的相变蓄热特性，制备出具有优异的力学、电学、热学及高相变潜热、宽温域调控的碳纳米管相变复合纤维。CN115852701ACN115852701A权利要求书1/1页1.一种精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，通过电解水析氢使碳纳米管纤维膨胀，同时结合原位浸渍和拉伸工艺，将相变材料填充至碳纳米管纤维的纳米微孔中，形成具有相变材料/碳纳米纤维复合结构的所述相变复合纤维。2.根据权利要求1所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.配置电解质溶液：将浓硫酸溶液与相变材料混合并搅拌均匀；S2.析氢膨胀‑原位浸渍：将S1配置的所述电解质溶液加入电解槽中，阳极为惰性电极，阴极为碳纳米管纤维，碳纳米管纤维浸渍在所述电解质溶液中，同时通过电流法控制水的电解来膨胀碳纳米管纤维，使相变材料充分渗透到碳纳米管纤维内部，得到相变复合纤维I；S3.拉伸：将析氢膨胀‑原位浸渍后的所述相变复合纤维I从所述电解质溶液中拉出，在表面张力的作用下使所述相变复合纤维的表面具有致密的结构，得到相变复合纤维II；S4.后处理：去除所述相变复合纤维II表面多余的电解质溶液，真空干燥得到相变复合纤维终产品。3.根据权利要求1或2所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，S1中，所述相变材料的浓度为10～20wt％的聚乙二醇溶液；和/或，聚乙二醇为PEG20～6000任一种或一种以上的混合；和/或，聚乙二醇溶液为PEG600和/或PEG1500的混合溶液。4.根据权利要求3所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，聚乙二醇溶液为PEG600和PEG1500混合溶液，其中，PEG600和PEG1500的质量比为1∶0.5～2。5.根据权利要求3所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，S1中，所述电解质的配置步骤包括：(1)配置电解液：在冷水浴中将浓硫酸缓慢加入到去离子水中，定容，搅拌至均匀，记为A溶液；(2)配置聚乙二醇(PEG)溶液：准确称取聚乙二醇加入去离子水中，搅拌至完全溶解，记作B液；(3)配置电解质溶液：将A溶液加入到B溶液中，搅拌至混合均匀后得到所述电解质溶液。6.根据权利要求3所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，所述相变复合纤维对温度的调控使用条件为8～57℃，热焓为110～183J·g‑1。7.根据权利要求1或2所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，碳纳米管纤维采用浮动催化剂化学沉积法(CVD)制备得到的。8.根据权利要求1或2所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法，其特征在于，所述相变材料为有机相变材料或无机相变材料；所述有机相变材料包括多元醇、石蜡、脂肪酸的任一种；所述无机相变材料包括水合盐类或熔融盐类。9.一种精准调温的相变复合纤维，采用如权利要求1‑8任一项所述的精准调温的相变复合纤维的制备方法制备得到的。10.一种可调温织物，采用如权利要求9所述的精准调温的相变复合纤维织造而成。2CN115852701A说明书1/8页一种精准调温的相变复合纤维及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及无机纳米材料技术领域，具体地，涉及一种精准调温的相变复合纤维的制备方法。背景技术[0002]能源危机和环境污染已成为世界性难题，也是我国发展面临的重大挑战。热能储存是一项新型环保节能技术，可解决能源供给在时间和空间上的失衡矛盾，是低碳环保的重要手段(RenewableandSustainableEnergyReviews