[发明专利]一种纳米颗粒掺杂二元硝酸熔盐材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米颗粒掺杂二元硝酸熔盐材料的制备方法，其步骤如下：(1)将硝酸钠与硝酸钾熔盐混合并研磨，得到熔盐混合物；(2)将金属或氧化物纳米颗粒加入蒸馏水中，经过机械搅拌，超声波震荡处理，得到纳米颗粒悬浮液；(3)将熔盐混合物加入到纳米颗粒悬浮液中，经过机械搅拌，超声波震荡处理，得到混合液；(4)将混合液放入液氮中瞬间冷冻，然后将其放入冷冻干燥机中进行干燥，最终得到纳米颗粒掺杂二元硝酸熔盐材料。本发明所用的材料均是无毒的，易于获得的；且采用冷冻干燥法掺杂纳米颗粒后熔盐比热容明显提高，且相较于水溶蒸干法可有效避免溶液加热蒸发过程中纳米颗粒的团聚，其分散性和稳定性更好。

技术领域

本发明涉及一种硝酸熔盐材料的制备方法技术领域，具体涉及一种纳米颗粒掺杂二元硝酸熔盐材料的制备方法。

背景技术

随着化石能源逐渐枯竭，环境问题日渐恶化，新能源的开发利用势在必行。然而，部分新能源的间歇性和不确定性严重制约了其发展。作为新能源利用的关键步骤，储能技术受到广泛关注。熔融盐以其低蒸汽压、高温稳定性以及低廉的成本等优点作为储热材料而受到青睐，特别是在太阳能光热电站系统中得到了广泛应用。然而现阶段商业太阳能光热电站中所用熔盐存在比热容低，导热系数差等缺陷，从而影响了整个发电系统的性能和成本。向工业用熔盐中掺杂纳米颗粒可以有效提高其热物性，从而提高单位质量熔盐的储热能力，减小储热系统尺寸，简化电站的运行难度，降低成本。

申请号为201510968308.X的专利，公开了一种水溶干燥法制备TiO2纳米复合二元硝酸熔盐材料的方法，其制备的纳米复合二元硝酸熔盐材料与传统熔盐相比比热容有所提高，但是采用水溶干燥法，在加热蒸发过程中纳米颗粒容易团聚，其分散性和稳定性较差。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践提出了本发明。

发明内容

1、为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种纳米颗粒掺杂二元硝酸熔盐材料的制备方法，其包括以下步骤：

第一步：将无水硝酸钠与硝酸钾盐按3:2的质量比进行混合并研磨，得到二元硝酸熔盐混合物；

第二步：将金属或氧化物纳米颗粒加入蒸馏水中进行机械搅拌，通过细胞破碎仪对悬浮液进行超声震荡，使纳米颗粒均匀分散于蒸馏水中，得到纳米颗粒悬浮液；

第三步：将第一步所述二元硝酸熔盐混合物加入到第二步所述纳米颗粒悬浮液中，机械搅拌后，通过细胞破碎仪进行超声震荡，均匀分散混合物，得到悬浮混合液；

第四步：将第三步中所述悬浮混合液浸入液氮中进行瞬时冷冻，再放入冷冻干燥机中进行干燥，最终得到纳米颗粒掺杂二元硝酸熔盐。

较佳的，第二步中所述金属或氧化物纳米颗粒为SiO2、TiO2或Al2O3中的一种。

较佳的，第二步中所述纳米颗粒的直径为10～200nm。

较佳的，第二步中所述纳米颗粒与蒸馏水的添加比例为10～100：20～50mg/ml。

较佳的，第二步和第三步中所述超声波震荡的超声波功率为600～1400W。

较佳的，第二步和第三步中所述超声震荡时间为10～20min，且每间隔5s震荡10s。

较佳的，第四步所述冷冻干燥机的参数设置为，冷阱温度为-80～-50℃，真空度为-0.07MPa。

较佳的，第二步所述金属或氧化物纳米颗粒的质量为第一步所述二元硝酸熔盐混合物质量的0～2％。

与现有技术比较，本发明的有益效果在于：