納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硝酸熔鹽材料的制備方法，尤其涉及一種納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。太陽能發(fā)電技術(shù)就是利用太陽能的一種方法。目前太陽能發(fā)電方式主要有兩種:一種是太陽能光伏發(fā)電(PV)，另一種是聚光太陽能發(fā)電(CPS)。相比于光伏發(fā)電，聚光太陽能的規(guī)模更大，成本更低，可控性好，因此發(fā)展?jié)摿薮?。聚光太陽能發(fā)電依賴于除熱設(shè)備中的儲(chǔ)熱材料。采用硝酸鹽、磷酸鹽、氯化鹽等熔融鹽作為儲(chǔ)熱材料能提高系統(tǒng)的工作溫度，從而提高發(fā)電效率。但普通熔鹽的比熱容較低，對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性都有影響。而在普通熔鹽內(nèi)摻雜納米顆粒就能有效提高熔鹽的比熱容，從而提高發(fā)電設(shè)備儲(chǔ)熱能力，減小設(shè)備尺寸，提高發(fā)電設(shè)備的性能和經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了改善現(xiàn)有的硝酸熔鹽比熱容低的情況，本發(fā)明提供了一種納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法，在傳統(tǒng)的硝酸熔鹽內(nèi)摻雜納米顆粒，摻雜了納米顆粒形成的納米復(fù)合硝酸熔鹽的比熱容明顯提高。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法，具體實(shí)施步驟如下:
(I)將硝酸鈉與硝酸鉀熔鹽按質(zhì)量比3:2混合并研磨，得到熔鹽混合物。
[0005](2)將Al2O3納米顆粒加入蒸餾水中，隨后進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩120~200min，使納米顆粒均勻分散，得到納米顆粒懸浮液。
[0006]本步驟中，所述Al2O3納米顆粒的直徑為20nm。
[0007]本步驟中，所述Al2O3納米顆粒與蒸餾水的添加比例為15~60:20~30mg/mlo
[0008]本步驟中，所述超聲波功率為600W，超聲震蕩頻率為40kHz。
[0009](3 )將熔鹽混合物加入到納米顆粒懸浮液中，先進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩150~200min，使混合物均勻分散，得到懸浮混合液，控制納米顆粒的質(zhì)量為熔鹽混合物質(zhì)量的0.1~2%。
[0010]本步驟中，所述超聲波功率為600W，超聲震蕩頻率為40kHz。
[0011](4)將懸浮混合液倒入培養(yǎng)皿中，放入真空干燥箱，保持溫度100~150°C，抽真空-0.07MPa ;完全干燥后，得到納米復(fù)合二元硝酸熔鹽。
[0012]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明所用的材料均是無毒的，常見的；
(2)本發(fā)明所獲得的產(chǎn)品比熱容相比于普通硝酸熔鹽有明顯提高；
(3)本發(fā)明制作方法簡便，利于大規(guī)模應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1為制備納米復(fù)合二元硝酸熔鹽的工藝流程示意圖；
圖2為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米復(fù)合二元硝酸熔鹽的DSC測試曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0015]【具體實(shí)施方式】一:如圖1所示，本實(shí)施方式按照如下步驟制備納米復(fù)合二元硝酸熔鹽:
(1)將1.Sg硝酸鈉與1.2g硝酸鉀熔鹽混合并研磨，得到熔鹽混合物；
(2)將質(zhì)量為15mg、直徑為20nm的Al2O3納米顆粒加入30ml蒸餾水中，隨后進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩200min，使納米顆粒均勻分散，得到納米顆粒懸浮液；
(3)將熔鹽混合物加入納米顆粒懸浮液中，先進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩200min，使混合物均勻分散，得到懸浮混合液，控制納米顆粒的質(zhì)量為熔鹽混合物質(zhì)量的0.5% ；
(4)將懸浮混合液倒入培養(yǎng)皿中，放入真空干燥箱，保持溫度110°C，真空度-0.07MPa ；干燥7h后，得到納米復(fù)合二元硝酸熔鹽。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:如圖1所示，本實(shí)施方式按照如下步驟制備納米復(fù)合二元硝酸熔鹽:
(1)將1.Sg硝酸鈉與1.2g硝酸鉀熔鹽混合并研磨，得到熔鹽混合物；
(2)將質(zhì)量為30mg、直徑為20nm的Al2O3納米顆粒加入30ml蒸餾水中，隨后進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩200min，使納米顆粒均勻分散，得到納米顆粒懸浮液；
(3)將熔鹽混合物加入納米顆粒懸浮液中，先進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩200min，使混合物均勻分散，得到懸浮混合液，控制納米顆粒的質(zhì)量為熔鹽混合物質(zhì)量的1% ;
(4)將懸浮混合液倒入培養(yǎng)皿中，放入真空干燥箱，保持溫度110°C，真空度-0.07MPa ；干燥7h后，得到納米復(fù)合二元硝酸熔鹽。
[0017]由圖2可以看出，當(dāng)溫升速率為20°C /min時(shí)，熔融狀態(tài)下熔鹽升溫所需熱流隨Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，說明其比熱容增加。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法，其特征在于所述制備方法步驟如下: (1)將硝酸鈉與硝酸鉀熔鹽按質(zhì)量比3:2混合并研磨，得到熔鹽混合物； (2)將Al2O3納米顆粒加入蒸餾水中，隨后進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩，使納米顆粒均勻分散，得到納米顆粒懸浮液； (3)將熔鹽混合物加入到納米顆粒懸浮液中，先進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩，使混合物均勻分散，得到懸浮混合液，控制納米顆粒的質(zhì)量為熔鹽混合物質(zhì)量的0.1-2% ； (4)將懸浮混合液倒入培養(yǎng)皿中，放入真空干燥箱干燥，得到納米復(fù)合二元硝酸熔鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，Al2O3納米顆粒的直徑為20nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，Al2O3納米顆粒與蒸餾水的添加比例為15~60:20~30mg/mlo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，超聲波震蕩時(shí)間為120~200min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(2 )和(3 )中，超聲波功率為600W，超聲震蕩頻率為40kHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中，超聲波震蕩時(shí)間為150~200min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中，真空干燥溫度為100~150°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸恪鹽材料的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中，真空度為-0.07MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法，其特征在于所述納米顆粒的質(zhì)量為熔鹽混合物質(zhì)量的0.5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法，其特征在于所述納米顆粒的質(zhì)量為熔鹽混合物質(zhì)量的1%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米復(fù)合二元硝酸熔鹽材料的制備方法，其步驟如下：（1）將硝酸鈉與硝酸鉀熔鹽混合并研磨，得到熔鹽混合物；（2）將Al2O3納米顆粒加入蒸餾水中，隨后進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩，使納米顆粒均勻分散，得到納米顆粒懸浮液；（3）將熔鹽混合物加入到納米顆粒懸浮液中，先進(jìn)行機(jī)械攪拌，然后置于超聲震蕩儀中進(jìn)行超聲波震蕩，使混合物均勻分散，得到懸浮混合液；（4）將懸浮混合液倒入培養(yǎng)皿中，放入真空干燥箱干燥，得到納米復(fù)合二元硝酸熔鹽。發(fā)明在傳統(tǒng)的硝酸熔鹽內(nèi)摻雜納米顆粒，摻雜了納米顆粒形成的納米復(fù)合硝酸熔鹽的比熱容明顯提高，而且制作方法簡便，利于大規(guī)模應(yīng)用。
【IPC分類】C09K5-12
【公開號(hào)】CN104559941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510044605
【發(fā)明人】何玉榮, 胡彥偉, 程珙, 陳梅潔, 朱嘉琦
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日