一种光响应相变储能纤维膜及其制备方法

本发明属于功能材料，具体涉及一种光响应相变储能纤维膜及其制备方法。

背景技术：

1、相变材料由于具有高相变焓、可重复使用、环境友好、种类丰富等优点，作为理想的储能材料已被广泛应用于太阳能集热器、建筑节能、智能织物等领域。然而，纯相变材料在使用过程中不可避免地存在易泄露、导热系数低、机械性能差等缺点，极大地限制了其进一步的广泛应用。并且迄今为止，大多数传统相变材料仅作为储热材料使用，单一功能的相变材料已不能满足人们对多功能材料日益增长的需求，因此有必要在解决自身固有缺陷的同时丰富其性能以满足多功能要求。

2、近年来，科学家们一直致力于开发新型多功能相变储能材料。光响应型相变储能材料作为相变材料的一种，兼具光致发光、光热转换和热能储能的多重功能，比传统的相变材料具有更广泛的应用范围。另外，光响应型相变材料不仅在储能材料或发光材料方面显示出应用前景，而且在储能荧光探针、相变储能发光服装等领域也显示出潜在的应用价值。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术的不足，提供一种光响应相变储能纤维膜及其制备方法，通过较为简单的工艺制备出具有光响应性的新型相变储能材料。所获得的光响应相变储能纤维膜同时兼具光热转换与储存和光致发光功能，发光强度高，发射波长可调，还具有柔性、优异的力学性能及透气性，能够满足特定场景的多功能需求，拓宽了复合材料同时在光学及热学领域的应用范围。

2、本发明采用的技术方案为：一种光响应相变储能纤维膜，制备方法包括如下步骤：

3、1)将聚合物加入到溶剂中，加热搅拌至完全溶解；

4、2)将相变材料、光响应材料和导热填料加入到步骤1)得到的聚合物溶液中，得到静电纺丝原液；

5、3)将步骤2)得到的静电纺丝原液装入到注射器中，进行静电纺丝处理；

6、4)将步骤3)处理获得的静电纺丝纤维从锡纸上剥离；

7、5)将步骤4)剥离的静电纺丝纤维进行表面化学交联，得到光响应相变储能纤维膜。

8、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤1)中，所述聚合物为聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚酰胺6、聚丙烯腈中的任意一种。

9、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤1)中，所述溶剂为水、n-甲基吡咯烷酮、甲酸或n，n-二甲基甲酰胺中的一种。

10、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤2)中，所述相变材料为聚乙二醇、石蜡、脂肪酸中的一种或几种。

11、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤2)中，所述光响应材料为杂原子掺杂的碳点，发射波长为400～800nm中的一种或几种。

12、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤2)中，所述导热填料为功能化的氮化硼纳米片。

13、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤3)中，所述静电纺丝原液由40～70重量份的聚合物、30～60重量份的相变材料、0.1～5重量份的光响应材料和1～10重量份的导热填料组成。

14、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤3)中，所述静电纺丝条件为：进料速度为0.5-2.5ml/h，电压为10-20kv，接收距离为10-15cm，滚筒转速为50-200rpm，温度为28±3℃。

15、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤4)中，所述静电纺丝纤维从锡纸上剥离后，放在30-50℃的真空烘箱中干燥。

16、进一步的，上述的一种光响应相变储能纤维膜，步骤5)中，所述静电纺丝纤维用戊二醛进行表面化学交联。

17、本发明的有益效果是：本发明合成工艺易于控制，操作简单，生产成本低，可快速构建光响应相变储能纤维膜，拓宽了复合材料同时在光学及热学领域的应用范围。同时克服了纯相变材料的液相泄漏问题和光响应材料固态荧光猝灭与热猝灭问题。所制备的光响应相变储能纤维膜具有光致发光、光热转换与热能储存多重功能，还具有优异的力学性能、形状稳定柔性、热稳定性、柔性及透气性，可应用于可穿戴纺织品、显示照明、荧光传感器和能源储存等领域。

技术特征：

1.一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤1)中，所述聚合物为聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚酰胺6、聚丙烯腈中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤1)中，所述溶剂为水、n-甲基吡咯烷酮、甲酸或n，n-二甲基甲酰胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤2)中，所述相变材料为聚乙二醇、石蜡、脂肪酸中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤2)中，所述光响应材料为杂原子掺杂的碳点，发射波长为400～800nm中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤2)中，所述导热填料为功能化的氮化硼纳米片。

7.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤3)中，所述静电纺丝原液由40～70重量份的聚合物、30～60重量份的相变材料、0.1～5重量份的光响应材料和1～10重量份的导热填料组成。

8.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤3)中，所述静电纺丝条件为：进料速度为0.5-2.5ml/h，电压为10-20kv，接收距离为10-15cm，滚筒转速为50-200rpm，温度为28±3℃。

9.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤4)中，所述静电纺丝纤维从锡纸上剥离后，放在30-50℃的真空烘箱中干燥。

10.根据权利要求1所述的一种光响应相变储能纤维膜，其特征在于，步骤5)中，所述静电纺丝纤维用戊二醛进行表面化学交联。

技术总结本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种光响应相变储能纤维膜及其制备方法。制备方法包括如下步骤：将相变材料、光响应材料和导热填料加入到聚合物溶液中，得到静电纺丝原液，将静电纺丝原液装入到注射器中，进行静电纺丝处理，从锡纸上剥离；进行表面化学交联，得到光响应相变储能纤维膜。本发明合成工艺简便，生产成本低，所制备的光响应相变储能纤维膜同时兼具光热转换与储存和光致发光功能，发光强度高，发射波长可调，还具有柔性、优异的力学性能及透气性，能够满足特定场景的多功能需求，可应用于可穿戴纺织品、显示照明、荧光传感器和能源储存等领域。技术研发人员：张向东,何丽丽,贾铠,葛春华,刘蕊,关宏宇受保护的技术使用者：辽宁大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16