一种二氧化钛-石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化钛

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐及其制备方法


[0001]本专利技术属于熔盐领域，具体涉及一种二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于峰谷用电需求差值增大，已对电网机组进行多次调峰、频繁停启。给电力系统安全可靠的运行带来了巨大的压力。为解决峰谷用电需求差值大的问题，目前各国主要推行的方法是根据国内用电需求采用削峰填谷的办法。通过对电能的储存和释放以减少峰谷用电差值较大的问题。“谷电储能”主要分为蓄电和蓄热两种形式。其中，相对于蓄热技术，蓄电技术需要的研究成本高，并且由于蓄电技术对设备所处环境要求较高等原因，蓄电技术还处在示范研究阶段；而蓄热技术对设备所处环境要求不高，因此研究人员率先在蓄热技术上取得突破，并且已将蓄热技术应用于“谷电储热”和建筑节能等方面。通过用电低谷期的富余电量将蓄热系统中储热介质进行加热，在用电高峰期将热量释放出来用作供暖等，从而降低峰谷用电的差值，达到削峰填谷的目的。在“谷电储能”应用中，储热材料的选择显得尤为重要。
[0003]熔融盐由于其工作温度范围大、传热性能好、与多数金属兼容、原料廉价易得等优点，不仅在显热储热方面应用较广，在潜热储热方面也得到了很大的关注，被广泛用作储热材料。随着熔融盐在聚光太阳能传热储热、“谷电储能”等领域的广泛应用，单一组分熔融盐存在熔点偏高、热稳定性较差等缺点，阻碍了熔融盐在传热储热方面的发展和应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是为提供一种二氧化硅
‑
石墨烯复合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。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术第一个目的是提供一种二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐，包括二氧化钛、石墨、碳纳米管和Hitec熔盐，其中，石墨包覆二氧化钛形成复合材料，复合材料与碳纳米管、Hitec熔盐混合。
[0007]所述复合熔盐的熔点为180℃。复合熔盐的比热容为1.55J/(g
·
K)。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述二氧化钛的质量含量为复合硝酸熔盐的0.08％～0.19％，所述石墨的质量含量为复合硝酸熔盐的0.009％～0.019％，所述碳纳米管的质量含量为复合硝酸熔盐的0.0997％～0.0998％，所述Hitec熔盐的质量含量为复合硝酸熔盐的99.7％～99.8％。
[0009]本专利技术第二个目的是提供一种二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐的制备方法，包括：
[0010]将TiO2与聚乙烯吡咯烷酮混合在乙醇溶液中，搅拌均匀得到混合溶液；将混合溶
液去除溶剂，得到混合物；
[0011]将石墨加入混合物中，搅拌均匀后过滤；干燥得到TiO2‑
石墨复合材料；
[0012]将TiO2‑
石墨复合材料与碳纳米管、Hitec熔盐在150～250℃温度下搅拌12～24h；然后在300～400℃的高温炉中反应12～24h，然后研磨成粉末，得到最终TiO2‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐。
[0013]在一些实施例中，所述TiO2和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(1～2)，TiO2与乙醇溶液的固液为1g:(0.25～0.5)L。
[0014]在一些实施例中，所述石墨和TiO2的质量比为1:(5～10)。
[0015]在一些实施例中，所述TiO2‑
石墨与碳纳米管的质量比为1:(1～2)，TiO2‑
石墨与Hitec熔盐的质量比为(0.001～0.002):1。
[0016]在一些实施例中，所述将混合溶液去除溶剂，包括：将混合物在60～80℃中回流4～8h，冷却至室温。
[0017]在一些实施例中，所述干燥的条件为：在60～80℃的干燥箱中干燥12～24h。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术该复合硝酸熔盐包括四部分：二氧化钛、石墨、碳纳米管以及Hitec熔盐，其中，石墨包覆二氧化钛形成复合材料，其复合材料与碳纳米管和Hitec熔盐混合。本专利技术二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐可应用在熔盐储能领域；本专利技术采用的Hitec硝酸熔盐来源广泛、价格低廉、腐蚀性小；本专利技术加入的二氧化钛可有效降低熔盐的熔点，提高比热容，石墨为二氧化钛表面提供了额外的高导热途径，碳纳米管可提高复合熔盐的导热系数；本专利技术利用聚乙烯吡咯烷酮连接二氧化钛和石墨，可提高材料的稳定性；本专利技术制备方法简单、生产成本低、后续处理简便并且无需复杂的合成设备。
[0020]其制备方法包括：通过聚乙烯吡咯烷酮对二氧化钛进行改性，用石墨包覆二氧化钛形成核壳结构，再将二氧化钛
‑
石墨复合材料与碳纳米管和Hitec熔盐复合，得到二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐。本专利技术制备的二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐熔点低、比热容高、结构稳定、制备过程简单，适合工业化大规模生产。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术一种二氧化钛
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石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐的制备方法的流程简图；
[0023]图2为本专利技术实施例1所制备的二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐的DSC图。
具体实施方式
[0024]为使本领域技术人员可了解本专利技术的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本专利技术所了解的通常意义，当有冲突情形时，应
以本说明书的定义为准。
[0025]本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本专利技术的范围，即本
技术实现思路
可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
[0026]本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
[0027]本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由
……
组成”和“主要由
……
组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛
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石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐，其特征在于，包括二氧化钛、石墨、碳纳米管和Hitec熔盐，其中，石墨包覆二氧化钛形成复合材料，复合材料与碳纳米管、Hitec熔盐混合。2.根据权利要求1所述的二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐，其特征在于，所述复合熔盐的熔点为180℃。3.根据权利要求1所述的二氧化钛
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石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐，其特征在于，所述复合熔盐的比热容为1.55J/(g
·
K)。4.根据权利要求1所述的二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐，其特征在于，所述二氧化钛的质量含量为复合硝酸熔盐的0.08％～0.19％，所述石墨的质量含量为复合硝酸熔盐的0.009％～0.019％，所述碳纳米管的质量含量为复合硝酸熔盐的0.0997％～0.0998％，所述Hitec熔盐的质量含量为复合硝酸熔盐的99.7％～99.8％。5.一种二氧化钛
‑
石墨和碳纳米管复合硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，包括：将TiO2与聚乙烯吡咯烷酮混合在乙醇溶液中，搅拌均匀得到混...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈甜甜，姚建涛，张贵泉，刘薇，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：