一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐及其制备方法与流程

本发明属于熔盐领域，具体涉及一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐及其制备方法。

背景技术：

1、熔盐具有使用温度范围广、工作压力低、经济性好、传储热性能强及化学性能稳定等优点，其作为一种理想的中高温传储热工质在太阳能热利用、可再生能源存储、高温水解制氢和熔盐反应堆等领域得到了广泛应用。采用熔盐作为储热材料既可以降低能源成本，提高能源利用效率，又能增强系统运行的可靠性和稳定性，因此熔盐作为储热材料具有广阔的应用前景。

2、火电-熔盐储能耦合技术，是利用熔盐大容量储能的技术优势弥补火电机组深度调峰稳定性不足的缺陷，同时提高机组供汽、供热效率，推动火电机组的绿色低碳发展。

3、然而，火电-熔盐储能耦合技术具有明确区别于光热熔盐发电系统的运行参数，因此对熔盐介质的性能提出了特殊要求，尤其是熔点控制方面，商业化熔盐产品无法满足火电-熔盐储能耦合技术超低熔点性能的特殊需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐及其制备方法，该纳米颗粒复合三元硝酸熔盐具有熔点低的特点，应用在火电-熔盐储能耦合领域，能够推动火电节能降碳、降低供热成本。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐，包括纳米颗粒和熔盐。

4、所述纳米颗粒为二氧化钛、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种任意比例的混合物；所述熔盐包括硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙；所述硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙的质量分数比为30~50%：35~55%：10~20%。

5、优选的，所述纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的熔点为145℃。

6、优选的，所述纳米颗粒的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的0.1%~0.2%；所述熔盐的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的99.8%~99.9%。

7、第二方面，本发明提供一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，包括以下步骤：

8、s1：取纳米颗粒分散于溶剂中，加入表面活性剂，搅拌均匀，形成溶液；

9、s2：将上述溶液进行离心、洗涤、干燥，得到产物；

10、s3：将产物研磨成纳米颗粒粉末；

11、s4：将纳米颗粒粉末与熔盐在150~250℃温度下搅拌12~24h；干燥后在300~400℃下反应12~24h，将所得产物研磨成纳米颗粒复合三元硝酸熔盐。

12、优选的，所述纳米颗粒为二氧化钛、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种任意比例的混合物；所述熔盐包括硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙；所述硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙的质量分数比为30~50%：35~55%：10~20%。

13、优选的，所述纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的熔点为145℃。

14、优选的，所述表面活性剂为ctab。

15、优选的，所述纳米颗粒的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的0.1%~0.2%；所述熔盐的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的99.8%~99.9%。

16、优选的，所述纳米颗粒和表面活性剂的质量比为10：(1~3)；所述纳米颗粒和溶剂的比例为(1~5)g：0.1l。

17、优选的，所述离心条件为：离心的转速为3000~8000rpm，每次5~10min，离心1~3次；所述干燥条件为：60~80℃下干燥12~24h。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明纳米颗粒复合三元硝酸熔盐包括纳米颗粒和熔盐。本发明添加纳米颗粒可有效提高熔盐的传储热性能；本发明采用硝酸熔盐来源广泛、价格低廉、腐蚀性小，降低成本的同时具有了良好的防腐性能；本发明纳米颗粒复合三元硝酸熔盐可应用在熔盐储能领域，能够推动火电节能降碳、降低供热成本。

20、进一步地，本发明采用表面活性剂ctab可有效提高纳米颗粒的稳定性；本发明制备方法简单、生产成本低、后续处理简便并且无需复杂的合成设备。

技术特征：

1.一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐，其特征在于，包括纳米颗粒和熔盐；

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐，其特征在于，所述纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的熔点为145℃。

3.根据权利要求1所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐，其特征在于，所述纳米颗粒的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的0.1%~0.2%；所述熔盐的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的99.8%~99.9%。

4.一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒为二氧化钛、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种任意比例的混合物；所述熔盐包括硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙；所述硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙的质量分数比为30~50%：35~55%：10~20%。

6.根据权利要求4所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的熔点为145℃。

7.根据权利要求4所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为ctab。

8.根据权利要求4所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的0.1%~0.2%；所述熔盐的质量含量为纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的99.8%~99.9%。

9.根据权利要求4所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述纳米颗粒和表面活性剂的质量比为10：(1~3)；所述纳米颗粒和溶剂的比例为(1~5)g：0.1l。

10.根据权利要求4所述的纳米颗粒复合三元硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述离心条件为：离心的转速为3000~8000rpm，每次5~10min，离心1~3次；所述干燥条件为：60~80℃下干燥12~24h。

技术总结本发明公开了一种纳米颗粒复合三元硝酸熔盐及其制备方法，属于熔盐储能领域。本发明纳米颗粒复合三元硝酸熔盐包括纳米颗粒和熔盐；其中，纳米颗粒为二氧化钛、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种任意比例的混合物；熔盐包括硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙；硝酸钾、硝酸钠和硝酸钙的质量分数比为30~50%：35~55%：10~20%。其制备方法包括：通过表面活性剂对纳米颗粒进行改性，再将纳米颗粒与三元熔盐复合，得到纳米颗粒复合三元熔盐。本发明纳米颗粒复合三元硝酸熔盐结构稳定、熔点低，可应用在熔盐储能领域，能够推动火电节能降碳、降低供热成本；并且本发明制备方法简单、生产成本低、后续处理简便并且无需复杂的合成设备，适合工业化大规模生产。技术研发人员：陈甜甜,姚建涛,张贵泉,刘薇,张中辉,高浩受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29