[发明专利]蓄热储能熔盐材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种蓄热储能熔盐材料，其特征在于，所述蓄热储能熔盐材料由包括10～12重量份的稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料、70～80重量份的钙基改性稀土硝酸盐和8～10重量份的硝酸钾的原料形成；

所述稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料由包括负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷和氧化石墨烯的原料形成；其中，氧化石墨烯和负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷的质量比为4～5:11～15；

所述负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷由包括铝硅酸钠陶瓷和改性稀土硝酸盐的原料形成；其中，铝硅酸钠陶瓷和改性稀土硝酸盐的质量比为3～4:5～7；所述改性稀土硝酸盐为钙基改性稀土硝酸盐；

所述钙基改性稀土硝酸盐为由氢氧化钙和稀土硝酸盐形成，其中，氢氧化钙与稀土硝酸盐的质量比为0.8～1.2:3～3.5；

其中，稀土硝酸盐中的稀土元素选自镧元素和/或铈元素。

2.根据权利要求1所述的蓄热储能熔盐材料，其特征在于，所述蓄热储能熔盐材料仅由10～12重量份的稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料、70～80重量份的钙基改性稀土硝酸盐和8～10重量份的硝酸钾形成。

3.根据权利要求1或2所述的蓄热储能熔盐材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）形成所述钙基改性稀土硝酸盐；

2）形成所述稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料；

3）将所述稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料、所述钙基改性稀土硝酸盐和所述硝酸钾混合，熔化，冷却固化，研磨，形成蓄热储能熔盐材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1）包括以下具体步骤：

将氢氧化钙和稀土硝酸盐混合，干燥，在400～600℃下焙烧，研磨，得到钙基改性稀土硝酸盐；其中，氢氧化钙与稀土硝酸盐的质量比为0.8～1.2:3～3.5。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2）包括以下具体步骤：

（a）将铝硅酸钠与氧化钙混合，压实，干燥，在1000～1200℃下烧结4～8h，得到铝硅酸钠陶瓷；其中，铝硅酸钠和氧化钙的质量比为7～8:9～12；

（b）将铝硅酸钠陶瓷和改性稀土硝酸盐分别放置于两个坩埚中，然后在260～300℃下焙烧15～30min，冷却后将铝硅酸钠陶瓷转移到改性稀土硝酸盐粉末中混合，得到物料A；在260～300℃下将物料A持续加热40～80min，再冷却，打磨混合物表面，得到负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷；其中，铝硅酸钠陶瓷和改性稀土硝酸盐的质量比为3～4:5～7；所述改性稀土硝酸盐为钙基改性稀土硝酸盐；

（c）将负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷加入到酸性氧化石墨烯水溶液中混合，在120～130℃下加热2～5h，然后过滤、洗涤和干燥，得到稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料；其中，氧化石墨烯和负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷的质量比为4～5:11～15；酸性氧化石墨烯水溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.4～0.6mg/mL。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，酸性氧化石墨烯水溶液为将氧化石墨烯水溶液添加助剂、无机酸得到的；其中，所述助剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种；所述无机酸选自盐酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种或多种；以氧化石墨烯的质量为基准，助剂的用量为9～12wt%，无机酸的用量为3～5wt%。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述助剂为十二烷基磺酸钠。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述无机酸为氢碘酸或氢溴酸。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3）包括以下具体步骤：

将烘干后的稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料、钙基改性稀土硝酸盐和硝酸钾混合，在80～90℃下预熔化2～3h，然后在100～120℃下熔化25～40min，冷却固化，粉碎并研磨为100～200目的粉末，得到蓄热储能熔盐材料。

10.根据权利要求1或2所述的蓄热储能熔盐材料作为蓄热储能材料在光热发电中的应用。