一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐及其制备方法与流程

本发明属于熔盐领域，具体涉及一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐及其制备方法。

背景技术：

1、全球环境污染与能源危机问题日趋尖锐，可再生能源的发展进入了繁荣期，开发利用新能源和可再生能源对走可持续发展道路和保护人类赖以生存的地球的生态环境均具有重大战略意义。太阳能热发电技术由于其规模大、单位成本低、环境友好等优点引起国内外广泛关注并得到了快速的发展，其与储热技术的结合能够完美的解决太阳能的间断性和不稳定性问题。储热系统中，选用性能优良、稳定性良好且安全廉价的传热蓄热介质，不仅可以提高蓄热效率，还可以降低投资和运行成本。混合熔融盐因为具有使用温度范围宽、蒸汽压低、热容量大、粘度低、经济环保等优点，近年来逐步从众多传热蓄热介质中脱颖而出。

2、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、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐及其制备方法，该复合硝酸熔盐具有熔点低的特点，应用在火电-熔盐储能耦合能够推动火电节能降碳、降低供热成本。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸复合熔盐，按质量百分比包括0.1％-0.2％原位生成的二氧化硅和99.8％-99.9％硝酸熔盐。

4、优选的，所述硝酸熔盐为质量分数30％-50％ kno3、35％-55％ ca(no3)2和10％-20％nano3的混合物。

5、第二方面，本发明提供一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，包括以下步骤：

6、将二氧化硅溶液与硝酸熔盐混合，经过干燥和加热反应后研磨得到原位生成二氧化硅掺杂硝酸复合熔盐。

7、优选的，所述干燥条件为：在60-80℃下干燥直至完全干燥。

8、优选的，所述加热反应条件为：在300-450℃下加热12-24h。

9、优选的，所述研磨条件为：研磨成粉末。

10、优选的，所述二氧化硅溶液的制备方法包括以下步骤：

11、s1：将正硅酸乙酯与无水乙醇混合，再加入水和氨水搅拌均匀；

12、s2：再加入过量无水乙醇，充分搅拌后将一部分溶剂倒掉，剩余另一部分溶剂；

13、s3：重复步骤s2若干次后，得到原位生成的二氧化硅溶液。

14、优选的，s1中所述正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为(0.5-2)：1。

15、优选的，s1中所述正硅酸乙酯与水的体积比为(0.1-0.5)：1。

16、优选的，s1中所述正硅酸乙酯与氨水的体积比为1：(1-2)。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、本发明复合熔盐包括二氧化硅和硝酸熔盐，本发明采用的硝酸熔盐来源广泛、价格低廉、腐蚀性小；本发明添加二氧化硅可有效熔盐的传储热性能；能够应用在熔盐储能领域。本发明通过水解反应催化剂对正硅酸乙酯进行水解，生成二氧化硅材料，再将二氧化硅与硝酸熔盐复合，得到原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐。该复合熔盐结构稳定、制备过程简单、熔点低、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。

19、进一步，所述二氧化硅由正硅酸乙酯水解原位生成，提高了二氧化硅与复合熔盐的结合性。

技术特征：

1.一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸复合熔盐，其特征在于，按质量百分比包括0.1％-0.2％原位生成的二氧化硅和99.8％-99.9％硝酸熔盐。

2.根据权利要求1所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐，其特征在于，所述硝酸熔盐为质量分数30％-50％kno3、35％-55％ca(no3)2和10％-20％nano3的混合物。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述干燥条件为：在60-80℃下干燥直至完全干燥。

5.根据权利要求3所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述加热反应条件为：在300-450℃下加热12-24h。

6.根据权利要求3所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述研磨条件为：研磨成粉末。

7.根据权利要求3所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅溶液的制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，s1中所述正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为(0.5-2)：1。

9.根据权利要求7所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，s1中所述正硅酸乙酯与水的体积比为(0.1-0.5)：1。

10.根据权利要求7所述的一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，s1中所述正硅酸乙酯与氨水的体积比为1：(1-2)。

技术总结本发明公开了一种原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐及其制备方法，属于熔盐领域。本发明按质量百分比包括0.1％‑0.2％原位生成的二氧化硅和99.8％‑99.9％硝酸熔盐；本发明采用的硝酸熔盐来源广泛、价格低廉、腐蚀性小；本发明添加二氧化硅可有效熔盐的传储热性能；能够应用在熔盐储能领域。本发明将原位生成的二氧化硅与硝酸熔盐复合，得到原位生成二氧化硅掺杂硝酸熔盐。本发明方法制备过程简单、熔点低、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：2024/7/11