静电自组装与硅烷修饰协同构建超疏水防泄漏木质相变储能复合材料

本文创新性地结合静电自组装（ELbL）与硅烷修饰技术，在木质相变储能材料（WPCMs）表面构建壳聚糖/十八烷基三氯硅烷（CS/OTS）超疏水防漏层，开发出兼具高相变焓（183.7 J/g）、超疏水性（接触角152.9°）和自清洁功能的PBWCO复合材料。该材料通过木质三维多孔结构毛细作用与CS/OTS壳层协同封装，解决了传统WPCMs在户外应用中面临的粉尘吸附、湿气敏感等问题，为节能建筑外墙与太阳能板在极端环境下的应用提供了新策略。

　　

Highlight

本研究通过层层自组装（ELbL）与硅烷修饰相结合的方法，成功开发出超疏水防泄漏木质储能复合材料（PBWCO）。如图1(a)所示，该技术能在储能木材表面形成坚固的功能性壳层。这种简单高效的策略使复合材料兼具超疏水性和防泄漏特性，适用于能源存储领域。具体而言，去木质素处理形成的DW基质三维多孔结构，通过毛细作用有效固定相变溶液。

The chemical structure and microscopic morphology of PBWCO

通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）分析证实，CS/OTS壳层与木质基体间形成稳定的共价键。扫描电镜（SEM）显示，OTS修饰后的表面呈现典型的微纳米级粗糙结构（图2c），这是实现超疏水性的关键特征。h-BN纳米片的引入不仅提升了材料导热性，还通过界面相互作用增强了壳层结构稳定性。

Conclusion

综上所述，通过设计超疏水防泄漏壳层开发的PBWCO复合材料展现出卓越性能：相变温度69.5°C、潜热值183.7 J/g，光热转换效率达81.9%。其独特的表面特性（接触角>150°）赋予材料自清洁、耐酸碱和尺寸稳定性，为WPCMs在潮湿/污染环境中的长期稳定应用提供了突破性解决方案。