本發(fā)明屬于節(jié)能材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

全球傳統(tǒng)能源有限，預(yù)計石油可開采約41年、天然氣67年、煤192年，新能源技術(shù)已成為保障我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性能源技術(shù)。其中太陽能熱利用技術(shù)作為新興的能源技術(shù)，是國家在“十二五”期間能源規(guī)劃的重點發(fā)展方向，也是推進“節(jié)能提效”戰(zhàn)略的主要技術(shù)領(lǐng)域。利用太陽熱輻射能量，通過聚光加熱工質(zhì)，最終獲得高溫高壓蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，具有效率高、清潔、零碳排放等特點。但是由于受到太陽輻射變化的影響，相比傳統(tǒng)燃煤發(fā)電，太陽能熱發(fā)電的穩(wěn)定性和連續(xù)性較差。而解決這一問題的最佳方法為通過儲熱介質(zhì)將吸收的太陽能以熱能的形式儲存起來，最終實現(xiàn)不依賴太陽輻射變化的連續(xù)、穩(wěn)定發(fā)電。

制備出可應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電的高性能儲熱材料，是提高太陽能熱發(fā)電效率、促進熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要研究方向。此外，我國鹽湖地區(qū)，特別是青海柴達木地區(qū)鹽湖富含鉀、鈉、鎂等鹽類資源，如果以鹽湖富產(chǎn)的鉀鹽、鈉鹽和鎂鹽為原材料，制備出具有優(yōu)異性能的硝酸鹽體系熔鹽儲熱材料，應(yīng)用于太陽能的蓄熱發(fā)電，不僅將提升我國鹽湖資源的利用價值、提高經(jīng)濟收益，而且可以帶動和引領(lǐng)太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前國內(nèi)外一致認為硝酸鹽熔鹽儲熱材料是一種具有很強的應(yīng)用潛力的儲熱介質(zhì)，具有高比熱、低腐蝕性、較高使用溫度等特點。但是，硝酸鹽熔鹽儲熱材料在太陽能熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用難度較大，全球范圍內(nèi)的成功范例比較少，阻礙熔鹽儲熱材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要原因在于：硝酸鹽熔鹽儲熱材料的凝固點(或熔點)溫度較高，比如常見的solarsalts體系(nano3/kno3:60/40)的熔點為240℃。如果熱發(fā)電系統(tǒng)部分管路由于鏡場能量的不足或溫度分布不均勻，容易導(dǎo)致熔鹽體系凝固而形成“凍管”現(xiàn)象，而為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，電站運行過程中一般需要添加溫度補償裝置以確保管路溫度高于熔鹽體系的凝固點，所以會增加能耗、提高發(fā)電成本。除此之外，較高的熔點將導(dǎo)致熔鹽儲熱材料的使用溫度范圍不夠?qū)挘焕谔嵘麄€太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的熱效率。因此，在保證較高分解溫度的前提下降低熔鹽儲熱材料的熔點具有 非常重要的意義，并且也有大量研究工作致力于該類儲熱材料的性能優(yōu)化和新型儲熱材料的研發(fā)。

alexander等^[1]對kno3-nano2-nano3三元硝酸熔鹽進行了研究，其熔點降低為138℃，但是該類熔鹽在454.4℃以下才具有較好的化學穩(wěn)定性，所以不利于高溫下的使用；sandia研究中心^[2]研發(fā)出了組成為44％ca(no3)2、12％nano3和44％kno3的硝酸熔鹽儲熱材料hitecxl，發(fā)現(xiàn)材料熔點從二元體系的220℃降低到了120℃，但是與kno3-nano2-nano3體系一樣，該類材料的熱穩(wěn)定性不夠優(yōu)異，其在450～500℃下具有較好的熱穩(wěn)定性，如果溫度高于500℃即會出現(xiàn)熱分解現(xiàn)象；fernández等^[3]在kno3-nano3-ca(no3)2體系的基礎(chǔ)上混入一定量的lino3研制出了低熔點的四元硝酸鹽體系，其熔點為132℃、分解溫度為553℃。與hitecxl體系相比，lino3的混入在一定程度上提升了分解溫度，但是提升的幅度不大，并且lino3的混入會增加整個硝酸鹽儲熱體系的成本，不利于大范圍推廣。因此，開發(fā)具有低熔點的熔鹽儲熱材料，并且保證較優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和較低的材料成本是目前光熱發(fā)電用熔鹽儲熱材料開發(fā)的技術(shù)難點。

為了使得儲熱材料滿足上述的性能，目前針對降低熔鹽儲熱材料的熔點方面已有大量的研究工作。為了降低solarsalts體系的熔點，公開號為cn101050355a的發(fā)明專利公開了一種熔融鹽傳熱蓄熱介質(zhì)及其制備方法，介紹的傳熱蓄熱介質(zhì)包括硝酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉以及添加劑，其中添加劑主要由硝酸銫和氯化鉀組成。該方法雖然可以制備出具有較低熔點和較好熱穩(wěn)定性的熔鹽儲熱材料，但是添加劑中的硝酸銫成本較高，并且氯化鉀的添加會增加儲熱介質(zhì)對設(shè)備及管道材料的腐蝕，不利于該介質(zhì)在光熱發(fā)電系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。

公開號為cn102533226a的發(fā)明專利公開了一種硝酸熔融鹽傳熱蓄熱介質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用，該發(fā)明介紹的儲熱介質(zhì)是在硝酸鈉、硝酸鉀混鹽的基礎(chǔ)上，添加了一定量的硝酸鈣制備而成的，該介質(zhì)熔點可低至120℃。公開號為cn103074040a的發(fā)明專利公開了一種低熔點混合熔鹽傳熱蓄熱介質(zhì)，該介質(zhì)由18-20wt％硝酸鈣，50-55wt％硝酸鉀，9-10wt％硝酸鈉，18-20wt％硝酸鋰組成，儲熱介質(zhì)熔點為130℃左右。以上兩種儲熱介質(zhì)通過添加硝酸鈣、硝酸鋰等組分，達到了降低共融溫度的目的，但是硝酸鈣和硝酸鋰的加入將會增加材料成本。我國鹽湖資源含有豐富的鎂資源，特別是在鉀肥生產(chǎn)過程中副產(chǎn)大量的鎂鹽，從而鎂鹽具有非常突出的資源和成本優(yōu)勢，而目前并不存在硝酸鎂在該領(lǐng)域應(yīng)用的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種保證具有高分解溫度的同時降低solarsalt體系的熔點的儲熱材料。

本發(fā)明所采用三元硝酸熔鹽儲熱材料按質(zhì)量含量包括：

20-60wt％nano3，20-60wt％kno3，10-40wt％mgno3。

更優(yōu)選的，所述的三元硝酸熔鹽儲熱材料由如下質(zhì)量百分比組成：

36-54wt％nano3，24-36wt％kno3，15-35wt％mgno3。

本發(fā)明還提供了上述低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)原材料nano3和kno3磨細成50-200目的細顆粒后經(jīng)干燥處理。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中nano3和kno3研磨成50-200目的細顆粒，在溫度為100-150℃下預(yù)熱10-20h，之后在180-250℃下干燥12-36h。

在本發(fā)明的一個實施例內(nèi)，將原材料nano3和kno3研磨成50-200目的細顆粒，在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)將得到的nano3和kno3細顆粒進行共混。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中述得到的nano3和kno3細顆粒共混后在400-500℃條件下進行高溫熱處理。

更優(yōu)選的，所述高溫熱處理步驟包括以5-20℃/min的加熱速率加熱到400-500℃之后，保溫0.5-6h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程2-5次。

在本發(fā)明的一個實施例中，將上述得到的nano3和kno3細顆粒按一定比例進行共混，放入研缽或者其他粉粹及物理共混設(shè)備中，進行充分的粉碎、攪拌，利用機械作用使得兩者達到一定程度的分散均勻。之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到初混料在400-500℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以5-20℃/min的加熱速率加熱到400-500℃之后，保溫0.5-6h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程2-5次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得二元硝酸鹽基體。

(3)將得到的二元硝酸鹽基體與一定比例的mgno3·6h2o共混。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中述得到的nano3和kno3細顆粒共混后在400-500℃條件下進行高溫熱處理。

優(yōu)選的，所述高溫熱處理為以5-20℃/min的加熱速率加熱二元硝酸鹽基體與mgno3·6h2o的混合物到300-400℃，之后保溫0.5-6h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程2-5 次。

在本發(fā)明的一個實施例中，將上述得到的二元硝酸鹽基體與一定比例的mgno3·6h2o共混，放入研缽或者其他粉粹及物理共混設(shè)備中，進行充分的粉碎、攪拌，利用機械作用使得兩者達到一定程度的分散均勻。之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在300-400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以5-20℃/min的加熱速率加熱到300-400℃，之后保溫0.5-6h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程2-5次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

本發(fā)明以傳統(tǒng)的二元硝酸熔鹽為基礎(chǔ)，通過合理的處理方法混入第三組份-硝酸鎂，使得熔鹽儲熱材料能夠在保證較高分解溫度的前提下，獲得較低的熔點。傳統(tǒng)二元硝酸熔鹽solarsalt的熔點為240℃，分解溫度為593℃(數(shù)據(jù)來源：“developmentofmoltensaltheattransferfluidwithlowmeltingpointandhighthermalstability”，journalofsolarenergyengineering,2011,133,031013)，其使用溫度范圍為593-240＝353℃；而本發(fā)明所制備的三元硝酸鹽其熔點低于160℃，分解溫度能夠維持在550℃以上，使用溫度范圍為550-160＝390℃。相比傳統(tǒng)二元硝酸熔鹽solarsalt，本申請制備的低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料其熔點降低了80℃，并且明顯拓寬了使用溫度范圍(增加了40℃)，有利于提高光熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率、降低運行成本。

本發(fā)明充分利用了我國鹽湖中豐富的鉀、鈉、鎂等礦產(chǎn)資源，能夠以傳統(tǒng)二元硝酸鹽為基礎(chǔ)，將鹽湖豐產(chǎn)的、成本較低的硝酸鎂做為添加劑，制備得到低熔點的硝酸熔鹽儲熱材料，不需要添加其他組成和比較昂貴的添加劑，其制備工藝簡單、可行，具有非常明顯的成本優(yōu)勢。對于促進光熱發(fā)電領(lǐng)域的迅速發(fā)展、降低光熱發(fā)電成本具有非常重要的意義。

具體實施方式

如下為本發(fā)明的實施例，其僅用對本發(fā)明的解釋而并非限制。

實施例1

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成150目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒 放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的20gnano3和40gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在450℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以10℃/min的加熱速率加熱到450℃之后，保溫1h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程3次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得60g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的60g二元硝酸鹽基體與69.2gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在350℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以15℃/min的加熱速率加熱到350℃，之后保溫5h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程4次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例2

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成200目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的20gnano3和60gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在450℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以15℃/min的加熱速率加熱到450℃之后，保溫2h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程4次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得80g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的80g二元硝酸鹽基體與34.6gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在300℃條件下 進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以10℃/min的加熱速率加熱到300℃，之后保溫4h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程3次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例3

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成50目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的40gnano3和20gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以20℃/min的加熱速率加熱到400℃之后，保溫3h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程5次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得60g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的60g二元硝酸鹽基體與69.2gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在300℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以5℃/min的加熱速率加熱到300℃，之后保溫3h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程2次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例4

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成100目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的40gnano3和40gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在500℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以5℃/min的加熱速率加熱到500℃之后，保溫4h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程2次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得80g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的80g二元硝酸鹽基體與34.6gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在350℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以20℃/min的加熱速率加熱到350℃，之后保溫2h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程5次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例5

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成150目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的60gnano3和20gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在500℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以10℃/min的加熱速率加熱到500℃之后，保溫5h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程3次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得80g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的80g二元硝酸鹽基體與34.6gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中 進行加熱，首先以15℃/min的加熱速率加熱到400℃，之后保溫1h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程4次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例6

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成200目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的54gnano3和36gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以15℃/min的加熱速率加熱到400℃之后，保溫6h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程4次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得90g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的90g二元硝酸鹽基體與17.3gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以10℃/min的加熱速率加熱到400℃，之后保溫0.5h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程3次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例7

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成200目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的48gnano3和32gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在500℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以20℃/min的加熱速率加熱到500℃之后，保溫5h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程5次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得80g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的80g二元硝酸鹽基體與34.6gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在350℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以5℃/min的加熱速率加熱到350℃，之后保溫2h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程2次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

實施例8

(4)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成50目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(5)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的42gnano3和28gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在450℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以5℃/min的加熱速率加熱到450℃之后，保溫3h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程2次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得70g二元硝酸鹽基體。

(6)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的70g二元硝酸鹽基體與51.9gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在300℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以20℃/min的加熱速率加熱到300℃，之后保溫4h；保溫結(jié) 束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程5次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

對比實施例1

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成100目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的60gnano3和35gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以5℃/min的加熱速率加熱到400℃之后，保溫0.5h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程2次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得95g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的95g二元硝酸鹽基體與8.65gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在300℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以20℃/min的加熱速率加熱到300℃，之后保溫6h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程5次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

對比實施例2

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成100目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的30gnano3和20gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在500℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以10℃/min的加熱速率加熱到500℃之后，保溫1h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程3次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得50g二元硝酸鹽基體。

(3)三元硝酸熔鹽儲熱材料的制備

將上述得到的50g二元硝酸鹽基體與86.5gmgno3·6h2o共混，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝等熱處理器皿中，將得到的混合料在350℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有混合料的器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以15℃/min的加熱速率加熱到350℃，之后保溫6h；保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程4次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

表1中列出了本發(fā)明實施例中制備得到的三元硝酸熔鹽儲熱材料的組成配比及相轉(zhuǎn)變性能參數(shù)。

對比實施例3

(1)原材料處理

首先將原材料nano3和kno3研磨成100目的細顆粒，再在溫度為120℃的烘箱內(nèi)預(yù)熱12h，之后在200℃下干燥24h，完成后將脫水的nano3和kno3細顆粒放入干燥器備用。

(2)二元硝酸鹽基體的制備

將上述得到的60gnano3和40gkno3，放入研缽中進行充分的粉碎和攪拌，之后在坩堝中，將得到初混料在400℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將盛有初混料的坩堝置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，以5℃/min的加熱速率加熱到400℃之后，保溫0.5h；保溫結(jié)束后，降溫至室溫；之后再重復(fù)上述的加熱過程2次；最后冷卻至室溫得到塊狀材料，將其粉碎磨細即獲得100g二元硝酸鹽基體。在上述得到的100g二元硝酸鹽基體中不混入mgno3·6h2o，在坩堝等熱處理器皿中在350℃條件下進行高溫熱處理。具體熱處理步驟為：將器皿置于可以控溫的高溫爐中進行加熱，首先以20℃/min的加熱速率加熱到350℃，之后保溫6h； 保溫結(jié)束后自然降溫至室溫，得到塊狀材料；將塊狀材料充分研磨之后，再重復(fù)上述的加熱、保溫和冷卻過程5次；最后將得到的塊狀材料進行粉碎研磨即獲得了具有低熔點的三元硝酸熔鹽儲熱材料。

表1實施例和對比實施例制備的儲熱材料相變溫度測試結(jié)果

注：本表中相變溫度—熔解溫度和分解溫度，分別為對樣品進行差示掃描量熱(dsc)分析獲得曲線的吸熱峰峰值對應(yīng)溫度和進行熱失重(tg)分析時樣品的熱失重量(除去水分重量)達到3％時對應(yīng)的溫度。