DOI: 10.1016/j.solmat.2020.110953

采用静电纺丝法制备了一种基于离子液体/氮化铝/共聚酰胺复合材料的定形相变材料。选择1-十六烷基-3-甲基咪唑溴化物离子液体（IL）作为相变材料，选择纳米氮化铝（AlN）和共聚酰胺6/12（CoPA）分别作为添加剂和支撑基质。通过扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热法（DSC）对其表面形态和储热性能进行了系统的研究。结果表明，相变纤维的直径为0.92-1.07μm，并且受IL和AlN含量的影响。当IL为57wt％，AlN为5wt％时，该复合纤维的熔融焓为86.4J/g，与IL/CoPA相比，其热导率提高了165.2％。热重分析（TGA）和热循环试验也表明该复合纤维具有良好的热稳定性和可重复使用性。此外，傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）分析表明，复合材料中IL和CoPA之间形成了新的氢键，并且对复合纤维的热性能有着显著的影响。综上所述，基于离子液体的电纺复合纤维可作为热能存储和温度调节应用中的定形相变材料。

图1.电纺纤维的SEM图像：（a）CoPA，（b）IL/CoPA，（c）IL-1/AlN-2/CoPA，（d）IL-2/AlN-2/CoPA，（e）IL-3/AlN-2/CoPA，（f）IL-2/AlN-1/CoPA，（g）IL-2/AlN-3/CoPA和（h）AlN/CoPA；电纺纤维的EDX：（i）CoPA，（j）IL/CoPA，（k）IL-3/AlN-2/CoPA和（1）AlN/CoPA。S1、S2、S3和S4是EDX的光谱点。

图2.泄漏试验后PCMs的数字照片：（a）泄漏试验前的IL；（b）泄漏试验前的IL-3/AlN-2/CoPA；（c）泄漏试验后的IL；（d）泄漏试验后的IL-3/AlN-2/CoPA。

图3.电纺纤维的平均直径。

图4.复合纤维的热导率值。

图5.IL、CoPA和复合纤维的DSC热分析图：（a）加热过程，（b）冷却过程；（c）复合纤维的熔化焓和（d）冷冻焓；（e）复合纤维的储热能力和储热效率；（f）IL和复合纤维的相变温度和过冷度。

图6.IL、AlN、CoPA和电纺复合纤维的（a）TG和（b）DTG曲线。

图7.IL-3/AlN-2/CoPA五十个循环的DSC热谱图：（a）加热过程，（b）冷却过程；（c）五十个热循环之前和之后的FTIR光谱；（d）五十个热循环后的SEM图像。

图8.（a）CoPA纤维、IL/CoPA纤维、IL-3/AlN-2/CoPA纤维、AlN/CoPA纤维、IL和AlN的FTIR光谱；（b）复合物中的氢键。

图9.CoPA纤维、IL/CoPA纤维、IL-3/AlN-2/CoPA纤维、AlN/CoPA纤维、IL和AlN的XRD图。