本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
背景技术：
蓄热技术是能源可持续发展的关键性议题之一，在实际工业生产和日常生活中存在着大量的热能需要储存或者转移。比如，由于太阳能的间歇性，会影响其持续供应，通过相变蓄热材料将富余时段的太阳能进行储存并且在需要时进行释放，就可以实现持续供应。相变储能材料由于良好的蓄热性能和优异的节能效果，可望广泛地应用在建筑节能、太阳能利用、废热回收利用、电子器件热管理等领域。中低温的无机相变材料水合盐，因其相变潜热大、熔点温区宽、蓄热密度大、价格低廉等优势将会得到广泛地应用。其中三水合醋酸钠（sat）的熔点为55～60℃，熔化热大，适用于阳能储存、和电子器件热管理、热水系统、余热回收系统，以及建筑采暖。然而，水合盐存在过冷现象，即其冷却到理论凝固点仍不发生结晶，导致实际结晶温度降低。目前采用的方法是通过加入成核剂，如na2hpo4×12h2o、na2p2o7×10及litif6等，用量仅为1-5%，以加速sat的结晶，并减小或消除过冷度。并且同时加入胶质或阴离子表面活性剂作为增稠剂，以防止sat在反复融化－凝固的过程中的相分离现象。未构成na2hpo4×12h2o的大剂量参入，以及实现三水合醋酸钠与十二水磷酸氢二钠的复合材料。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，实现了十二水磷酸氢二钠的大剂量参入，以消除其过冷现象，一种熔化温度和凝固温度接近55度的，成本低廉的三水合醋酸钠与十二水磷酸氢二钠的相变蓄热复合材料，可望用于作为太阳能储存和电子器件热管理之用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：80-94.8%，
十二水磷酸氢二钠：5.2-20%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1-3%。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按重量百分比将三水乙酸钠、十二水磷酸氢二钠、九水合偏硅酸钠均匀混合后，加热至完全融化得到一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
本发明的有益效果是：
1）本发明复合相变蓄热材料的作用机理是，通过固体三水乙酸钠、十二水磷酸氢二钠、九水合偏硅酸钠的复合，得到熔化温度和凝固温度调整到接近55度的复合材料。该复合材料可望用于作为太阳能储存和电子器件热管理使用。
2）本发明复合相变蓄热材料具有熔化温度和凝固温度接近55度、不分相等优点。当环境温度高于某一上限温度如55℃时，该储能材料通过自身的熔化会从环境中吸收大量地热能，当环境温度低于55℃时，复合相变蓄热材料会由液相缓慢结晶成固相，释放出来所储存的热能。
3）本发明所用材料价廉易得，且环保，可以有效地降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例3的x射线衍射（xrd）图。
图2为本发明实施例1的步冷曲线（a）和差热分析曲线（b）图。
图3为本发明实施例2的步冷曲线（a）和差热分析曲线（b）图。
图4为本发明实施例3的步冷曲线（a）和差热分析曲线（b）图。
图5为本发明实施例4的步冷曲线（a）和差热分析曲线（b）图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进一步叙述，但本发明不局限于以下实施例。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：80-94.8%，
十二水磷酸氢二钠：5.2-20%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1-3%。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料的制备方法，包括以下步骤：
按重量百分比将三水乙酸钠、十二水磷酸氢二钠、九水合偏硅酸钠均匀混合后，加热至完全融化得到一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
实施例1
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：94.8%，
十二水磷酸氢二钠：5.2%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1%。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料的制备方法，包括以下步骤：
把94.8g三水乙酸钠，5.2g十二水磷酸氢二钠，1g九水合偏硅酸钠混合均匀后，加热至完全熔化得到101克混合溶液,即三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
把该液体装于密闭容器中，将该容器置于20℃的冷水浴中，测得该温室相变蓄热材料的步冷曲线如图2的（a）所示，可见，在53.8℃左右出现凝固并向环境释放大量的热量。该复合相变蓄热材料的差热分析曲线如图2的（b）所示，可观察到该复合相变蓄热材料在55.7℃开始吸热相变，见图2的（b），因此该复合相变蓄热材料的过冷度为1.9℃。
实施例2
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：90.1%，
十二水磷酸氢二钠：9.9%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的2%。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料的制备方法，包括以下步骤：
把90.1g三水乙酸钠，9.9g十二水磷酸氢二钠，2g九水合偏硅酸钠混合均匀后，加热至完全熔化得到102克混合溶液,即三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
把该液体装于密闭容器中，将该容器置于20℃的冷水浴中，测得该温室相变蓄热材料的步冷曲线如图3的（a）所示，可见，在54.6℃左右出现凝固并向环境释放大量的热量。该复合相变蓄热材料的差热分析曲线如图3的（b）所示，可观察到该复合相变蓄热材料在56.9℃开始吸热相变，见图3的（b），因此该复合相变蓄热材料的过冷度为2.3℃。
实施例3
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：85.1%，
十二水磷酸氢二钠：14.9%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的3%。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料的制备方法，包括以下步骤：
把85.1g三水乙酸钠，14.9g十二水磷酸氢二钠，3g九水合偏硅酸钠混合均匀后，加热至完全熔化得到103克混合溶液,即三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
把该液体装于密闭容器中，将该容器置于20℃的冷水浴中，测得该温室相变蓄热材料的步冷曲线如图4的（a）所示，可见，在54.2℃左右出现凝固并向环境释放大量的热量。该复合相变蓄热材料的差热分析曲线如图4的（b）所示，可观察到该复合相变蓄热材料在54.5℃开始吸热相变，见图4的（b），因此该复合相变蓄热材料的过冷度为0.3℃。
在图1所示的实施例3的做制备的复合材料3的x射线衍射（xrd）图，其它材料的与此基本一样，故省略。图中的衍射峰在11.5°、13.2°、18.3°、23.5°、29.6°、34.7°和44.3°等位置出现的峰与na2hpo4·12h2o相关；在19.7°、25.1°、26.3°、32.6°、37.7°、48.5°、50.3°和51.2°等位置出现的衍射峰与与ch3coona·3h2o相关。而由于九水合偏硅酸钠的含量太少，未测试到其衍射峰。图1所出现的na2hpo4·12h2o和ch3coona·3h2o这两种水合盐材料的衍射峰，表明na2hpo4·12h2o和ch3coona·3h2o在熔化复合时形成了两种水合盐材料的物理复合。
实施例4
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：80%，
十二水磷酸氢二钠：20%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1.5%。
一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料的制备方法，包括以下步骤：
把80g三水乙酸钠，20g十二水磷酸氢二钠，1.5g九水合偏硅酸钠混合均匀后，加热至完全熔化得到103克混合溶液,即三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
把该液体装于密闭容器中，将该容器置于20℃的冷水浴中，测得该温室相变蓄热材料的步冷曲线如图5的（a）所示，可见，在52.9℃左右出现凝固并向环境释放大量的热量。该复合相变蓄热材料的差热分析曲线如图5的（b）所示，可观察到该复合相变蓄热材料在53.7℃开始吸热相变，见图5的（b），因此该复合相变蓄热材料的过冷度为0.8℃。
综上所述，本发明专利提出了一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，具有相变温度在55度附近，适合于作为太阳能储存和电子器件热管理使用。
1.一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：80-94.8%，
十二水磷酸氢二钠：5.2-20%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1-3%。
2.根据权利要求1所述的一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：94.8%，
十二水磷酸氢二钠：5.2%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1%。
3.根据权利要求1所述的一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：90.1%，
十二水磷酸氢二钠：9.9%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的2%。
4.根据权利要求1所述的一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：85.1%，
十二水磷酸氢二钠：14.9%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的3%。
5.根据权利要求1所述的一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，按重量百分比包括以下组成：
三水乙酸钠：80%，
十二水磷酸氢二钠：20%，
九水合偏硅酸钠为前二者总和的1.5%。
6.根据权利要求1所述一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
按重量百分比将三水乙酸钠、十二水磷酸氢二钠、九水合偏硅酸钠均匀混合后，加热至完全融化得到一种三水乙酸钠与十二水磷酸氢二钠复合的相变蓄热材料。
技术总结