本發(fā)明涉及一種ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆正十八烷相變材料的制備方法，屬于有機(jī)金屬骨架（MOFs）、納米材料、能源貯存領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
儲(chǔ)熱技術(shù)是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的一種重要技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能的熱利用、工業(yè)廢熱回收、冷暖空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域。儲(chǔ)熱方式主要包括顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱和化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱三類，其中，利用相變材料的相變潛熱進(jìn)行儲(chǔ)熱的方式，具有溫度變化小、儲(chǔ)熱密度大等優(yōu)點(diǎn)，因而最具實(shí)際應(yīng)用前景。在眾多相變儲(chǔ)熱材料中，正十八烷因具有儲(chǔ)熱密度大、相變潛熱高、相變過(guò)程穩(wěn)定，循環(huán)性良好，且其相變溫度最接近人體溫度，從而具有其他相變材料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)而備受青睞。固-液相變材料在使用時(shí)存在泄漏、相分離、體積膨脹、有腐蝕性、熱穩(wěn)定性差等問(wèn)題，目前主要用微膠囊化技術(shù)將其包封起來(lái)以解決這些問(wèn)題，即將固-液相變材料（芯材）用合成高分子材料或無(wú)機(jī)化合物（壁材）以物理或化學(xué)方法包覆起來(lái)制成的常態(tài)下穩(wěn)定的固體微粒，這種固體微?？稍诤苷臏囟确秶鷥?nèi)吸收/釋放可觀的相變潛熱，具有一定的蓄熱調(diào)溫功能，而有限的相變儲(chǔ)能、復(fù)雜的有機(jī)反應(yīng)以及消耗大量的有機(jī)溶等都限制了微膠囊技術(shù)作為相變材料的發(fā)展。因此，尋找一種新型的可替代的儲(chǔ)能材料變得尤為重要，有機(jī)金屬骨架化合物（MOFs）具有豐富、新穎的結(jié)構(gòu)，良好的穩(wěn)定性，可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu)，使其在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，MOFs材料廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，如氣體的吸附存儲(chǔ)與分離、催化、傳感、磁性、離子交換和分離、藥物緩釋等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆正十八烷相變材料的制備方法。該方法制備出的三維六角花瓣型相變材料熔點(diǎn)高，包裹率高、穩(wěn)定性好、成本低，制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高，環(huán)境友好，尤其在存儲(chǔ)方面展示出廣闊的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：所述的ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆相變材料通過(guò)水熱法自組裝形成，以去離子水為溶劑，正十八烷、ZIF-8為反應(yīng)物，在一定條件下實(shí)現(xiàn)ZIF-8包覆正十八烷。
上述ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆正十八烷相變材料的制備方法，首先將硝酸鋅溶解于適當(dāng)?shù)娜ルx子水中，水浴加熱，在高速攪拌下緩慢加入已融化的正十八烷，反應(yīng)一段時(shí)間，然后加入適量二甲基咪唑，慢攪拌后使其溶解，自組裝形成特殊結(jié)構(gòu)的相變材料，振蕩過(guò)夜，取出抽濾，洗滌數(shù)次，冷凍干燥，制備出三維六角花瓣型相變材料。具體制備步驟如下:
（1）取適量硝酸鋅溶于去離子水中，濃度為0.01-1 g/mL，40-60 ℃下，水浴500 rpm磁力攪拌10-15 min，至充分溶解；
（2）取適量正十八烷，50 ℃下融化，逐滴加入1000 rmp高速攪拌的硝酸鋅溶液中，水浴溫度50 ℃，攪拌30-60 min，形成含有Zn2+的正十八烷小液滴；
（3）再向上述混合溶液中逐滴加入0.4-0.8 g溶解好的二甲基咪唑，攪拌一段時(shí)間，然后30 ℃，150 rpm下振蕩，二甲基咪唑與Zn2+形成金屬有機(jī)骨架，包覆正十八烷，取出快速冷卻，抽濾，0 ℃去離子水?dāng)?shù)次洗滌，冷凍干燥，得到三維六角花瓣型相變材料。
所述的溶劑去離子水可用有機(jī)溶劑甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑代替。
所述的ZIF-8: 正十八烷=1:5-1:20，用量的改變會(huì)影響形貌，會(huì)得到不同花瓣型。
所述的高速攪拌速度為1000-3000 rpm，轉(zhuǎn)速對(duì)材料結(jié)構(gòu)的影響很大，轉(zhuǎn)速過(guò)小很難形成需要的材料。
所述的硝酸鋅與二甲基咪唑的摩爾比為1:1，得到的相變材料易于除雜，減輕抽濾負(fù)擔(dān)。
所述的振蕩過(guò)程為8~24h，時(shí)間不同產(chǎn)品得率有差異。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理是油相滴入水相實(shí)現(xiàn)包裹，然后與ZIF-8自組裝形成ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆正十八烷相變材料。
（2）本發(fā)明合成的三維六角花瓣型相變材料利用含氧、氮等的多齒有機(jī)配體與過(guò)渡金屬離子自組裝而成的配位聚合物和正十八烷自組裝形成ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆正十八烷相變材料，避免其他有毒化學(xué)試劑的添加，減少了對(duì)環(huán)境的污染，并且反應(yīng)過(guò)程容易控制，原料易得，成本低，，制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高。
（3）本發(fā)明儲(chǔ)氫效果好，通過(guò)簡(jiǎn)單的溫度、轉(zhuǎn)速和時(shí)間的操控即可實(shí)現(xiàn)組裝引導(dǎo)有機(jī)金屬骨架化合物的合成，反應(yīng)過(guò)程容易控制，團(tuán)聚產(chǎn)物表面ZIF-8分布均勻，包裹率高。
（4）本發(fā)明不需要特殊的化學(xué)試劑，熱處理工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，無(wú)毒無(wú)公害，并最終降低了制造成本和工藝復(fù)雜度，適用范圍廣。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明制備的ZIF-8有機(jī)金屬骨架包覆正十八烷的場(chǎng)發(fā)射電鏡形貌。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
（1）取0.2424 g硝酸鋅溶于4 ml去離子水中，濃度為0.01-1 g/mL，40-60 ℃下，水浴500 rpm磁力攪拌10-15 min，至充分溶解；
（2）取0.3 ml正十八烷，50 ℃下融化，逐滴加入1000 rmp高速攪拌的硝酸鋅溶液中，水浴溫度50 ℃，攪拌30-60 min，形成含有Zn2+的正十八烷小液滴；
（3）再向上述混合溶液中逐滴加入適量溶解好的0.6623 g二甲基咪唑，攪拌60 min，然后30 ℃，150 rpm下振蕩，二甲基咪唑與Zn2+形成金屬有機(jī)骨架，包覆正十八烷，取出快速冷卻，抽濾，0 ℃去離子水?dāng)?shù)次洗滌，冷凍干燥，得到三維六角花瓣型相變材料。
實(shí)施例二
（1）取0.2392 g硝酸鋅溶于4 ml去離子水中，濃度為0.01-1 g/mL，40-60 ℃下，水浴500 rpm磁力攪拌10-15 min，至充分溶解；
（2）取0.7 ml正十八烷，50 ℃下融化，逐滴加入1000 rmp高速攪拌的硝酸鋅溶液中，水浴溫度50 ℃，攪拌30-60 min，形成含有Zn2+的正十八烷小液滴；
（3）再向上述混合溶液中逐滴加入適量溶解好的0.6610 g二甲基咪唑，攪拌60 min，然后30 ℃，150 rpm下振蕩，二甲基咪唑與Zn2+形成金屬有機(jī)骨架，包覆正十八烷，取出快速冷卻，抽濾，0 ℃去離子水?dāng)?shù)次洗滌，冷凍干燥，得到三維六角花瓣型相變材料。
實(shí)施例三
（1）取0.2408 g硝酸鋅溶于4 ml去離子水中，濃度為0.01-1 g/mL，40-60 ℃下，水浴500 rpm磁力攪拌10-15 min，至充分溶解；
（2）取0.9 ml正十八烷，50 ℃下融化，逐滴加入1000 rmp高速攪拌的硝酸鋅溶液中，水浴溫度50 ℃，攪拌30-60 min，形成含有Zn2+的正十八烷小液滴；
（3）再向上述混合溶液中逐滴加入適量溶解好的0.6628 g二甲基咪唑，攪拌60 min，然后30 ℃，150 rpm下振蕩，二甲基咪唑與Zn2+形成金屬有機(jī)骨架，包覆正十八烷，取出快速冷卻，抽濾，0 ℃去離子水?dāng)?shù)次洗滌，冷凍干燥，得到三維六角花瓣型相變材料。
實(shí)施例四
（1）取0.2399 g硝酸鋅溶于4 ml去離子水中，濃度為0.01-1 g/mL，40-60 ℃下，水浴500 rpm磁力攪拌10-15 min，至充分溶解；
（2）取1.1 ml正十八烷，50 ℃下融化，逐滴加入1000 rmp高速攪拌的硝酸鋅溶液中，水浴溫度50 ℃，攪拌30-60 min，形成含有Zn2+的正十八烷小液滴；
（3）再向上述混合溶液中逐滴加入適量溶解好的0.6628 g二甲基咪唑，攪拌60 min，然后30 ℃，150 rpm下振蕩，二甲基咪唑與Zn2+形成金屬有機(jī)骨架，包覆正十八烷，取出快速冷卻，抽濾，0 ℃去離子水?dāng)?shù)次洗滌，冷凍干燥，得到三維六角花瓣型相變材料。
以上僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例子，根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員還可對(duì)此作出各種修改和變換，例如，工藝參數(shù)如水和有機(jī)溶劑的選擇以及幾種溶劑混合的比值、正十八烷、ZIF-8(二甲基咪唑、硝酸鋅)的物質(zhì)的量的比值等調(diào)整；操作條件如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間的改變等。