一种二氧化硅-石墨烯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硅

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅
‑
石墨烯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硅
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石墨烯复合硝酸熔盐及其制备方法。

技术介绍

[0002]熔盐具有使用温度范围广、工作压力低、经济性好、传储热性能强及化学性能稳定等优点，其作为一种理想的中高温传储热工质在太阳能热利用、可再生能源存储、高温水解制氢和熔盐反应堆等领域得到了广泛应用。采用熔盐作为储热材料既可以降低能源成本，提高能源利用效率，又能增强系统运行的可靠性和稳定性，因此熔盐作为储热材料具有广阔的应用前景。
[0003]火电
‑
熔盐储能耦合技术，是利用熔盐大容量储能的技术优势弥补火电机组深度调峰稳定性不足的缺陷，同时提高机组供汽、供热效率，推动火电机组的绿色低碳发展。
[0004]然而，火电
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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
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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

[0005]本专利技术的主要目的是为提供一种二氧化硅
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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
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熔盐储能耦合能够推动火电节能降碳、降低供热成本。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐，按质量百分比计包括：二氧化硅、石墨烯和Solar熔盐；
[0008]所述石墨烯包覆二氧化硅形成核壳结构的复合材料，复合材料与Solar熔盐混合形成复合硝酸熔盐；所述复合熔盐的熔点为155℃。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述二氧化硅的质量含量为复合硝酸熔盐的0.009％～0.019％；所述石墨烯为复合硝酸熔盐的质量含量为0.0005％～0.002％；所述Solar熔盐的质量含量为复合硝酸熔盐的99.8％～99.9％。
[0010]一种二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将SiO2与第一改性剂混合在第一溶剂中，超声分散得到第一混合物；将第一混合物中的第一溶剂去除并第一次干燥后得到SiO2‑
第一改性剂；
[0012]将第二改性剂溶解于第二溶剂中，加入石墨烯，搅拌得到第二混合物；将第二混合物中的第二溶剂去除并第二次干燥得到石墨烯
‑
第二改性剂；
[0013]将SiO2‑
第一改性剂与石墨烯
‑
第二改性剂分散在第三溶剂中，超声分散处理后，在100～130℃温度下搅拌6～10h；反应结束后第三次干燥得到核壳结构的SiO2‑
石墨烯复合材料；
[0014]将SiO2‑
石墨烯与solar熔盐在150～250℃温度下搅拌12～24h；干燥后在300～400℃的高温炉中反应12～24h，研磨成粉末，得到最终SiO2‑
石墨烯复合solar熔盐。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述第一改性剂和第二改性剂均为硅烷偶联剂；第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂均为乙醇溶液。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述SiO2和第一改性剂的配比为(2～5)mg:5mL，第一改性剂与第一溶剂的配比为1:(3～5)。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述石墨烯和第二改性剂的配比为(2～5)mg:5mL，第二改性剂与第二溶剂的配比为1:3～1:5。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述SiO2‑
第一改性剂与石墨烯
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第二改性剂的质量比为(10～20):1，SiO2‑
第一改性剂与第三溶剂的配比为(1～5)g:40mL。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述SiO2‑
石墨烯与solar熔盐的质量比为(0.001～0.002):1。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述第一溶剂去除的方法为：在60～80℃中回流4～8h；
[0021]所述第二溶剂去除的方法为：在60～80℃中回流4～8h。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，第一次干燥条件为60～80℃干燥12～24h；
[0023]第一次干燥条件为60～80℃干燥12～24h；
[0024]第三次干燥条件为60～80℃干燥12～24h。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术该复合硝酸熔盐包括三部分：二氧化硅、石墨烯以及solar熔盐，其中，石墨烯包覆二氧化硅形成复合材料，其复合材料与Solar熔盐混合。本专利技术二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐可应用在熔盐储能领域；本专利技术采用的solar硝酸熔盐来源广泛、价格低廉、腐蚀性小；本专利技术添加二氧化硅可有效熔盐的传储热性能；本专利技术加入石墨烯为二氧化硅表面提供了额外的高导热途径；本专利技术利用KH
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560连接二氧化硅和石墨烯，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。
[0027]其制备方法包括：通过KH
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560分别对二氧化硅和石墨烯进行改性，用石墨烯包覆二氧化硅形成核壳结构，再将二氧化硅
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石墨烯复合材料与solar复合，得到二氧化硅
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石墨烯复合熔盐。本专利技术制备的二氧化硅
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石墨烯复合熔盐结构稳定、制备过程简单、熔点低，适合工业化大规模生产。
附图说明
[0028]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。
[0029]图1为本专利技术一种二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐的制备方法的流程简图。
[0030]图2为本专利技术实施例1所制备的二氧化硅和石墨烯复合硝酸熔盐的DSC图。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]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。
[0033]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐，其特征在于，按质量百分比计包括：二氧化硅、石墨烯和Solar熔盐；所述石墨烯包覆二氧化硅形成核壳结构的复合材料，复合材料与Solar熔盐混合形成复合硝酸熔盐；所述复合熔盐的熔点为155℃。2.根据权利要求1所述的二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐，其特征在于，所述二氧化硅的质量含量为复合硝酸熔盐的0.009％～0.019％；所述石墨烯为复合硝酸熔盐的质量含量为0.0005％～0.002％；所述Solar熔盐的质量含量为复合硝酸熔盐的99.8％～99.9％。3.一种二氧化硅
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石墨烯复合硝酸熔盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将SiO2与第一改性剂混合在第一溶剂中，超声分散得到第一混合物；将第一混合物中的第一溶剂去除并第一次干燥后得到SiO2‑
第一改性剂；将第二改性剂溶解于第二溶剂中，加入石墨烯，搅拌得到第二混合物；将第二混合物中的第二溶剂去除并第二次干燥得到石墨烯
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第二改性剂；将SiO2‑
第一改性剂与石墨烯
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第二改性剂分散在第三溶剂中，超声分散处理后，在100～130℃温度下搅拌6～10h；反应结束后第三次干燥得到核壳结构的SiO2‑
石墨烯复合材料；将SiO2‑
石墨烯与solar熔盐在150～250℃温度下搅拌12～2...

【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：