碳壳修饰的氢氧化物储热材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种碳壳修饰的氢氧化物储热材料及其制备方法，涉及储热材料领域。该制备方法包括：按质量比3:2～3:1取第一粉末和第二粉末，混合均匀后放入加热设备内，并通入保护气体，第一粉末包括柠檬酸钾一水合物、柠檬酸钠、三聚氰胺中的至少一者，第二粉末包括碳酸钙和碳酸镁中的至少一者；加热上述混合粉末至700～900℃并恒温45～75min，得到碳壳修饰的氧化物材料；将上述氧化物材料冷却后再加热至200～400℃，或者直接将上述氧化物材料降温至200～400℃；恒温1h后，通入200～400℃的水蒸气，使水蒸气与氧化钙充分反应生成氢氧化钙，得到碳壳修饰的氢氧化物储热材料。该制备方法，步骤简单，易于大规模制备，材料成本低，制得的储热材料价格低廉，而且储热速度快，稳定性也好。性也好。性也好。

【技术实现步骤摘要】
碳壳修饰的氢氧化物储热材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及储热材料的
，具体而言，涉及一种碳壳修饰的氢氧化物储热材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，氢氧化物作为储热材料，为了提升其储热性能，可以采取以下两种形式：一种是多种物质混合的形式，该种形式虽然提升了储热速率，但没有解决氢氧化物在储热
‑
放热循环过程中易团聚、烧结等问题，而且，石墨烯、碳管、碳化硅、不锈钢和镍等材料的价格较高；另一种是氢氧化钙
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石墨烯纳米复合材料的形式，储热性能进一步提升，但石墨烯以及纳米级氢氧化钙的制备过程均十分繁琐，而且石墨烯的成本较高，所以不易于大规模制备。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一个目的在于提供一种碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，以解决现有技术中存在的氢氧化物储热材料制备过程繁琐、成本高的技术问题。
[0004]本专利技术提供的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0005]按质量比3:2～3:1取第一粉末和第二粉末，将两者混合均匀后放入加热设备内，并向所述加热设备内通入保护气体以排出其内空气，所述第一粉末包括柠檬酸钾一水合物、柠檬酸钠、三聚氰胺三者中的至少一者，所述第二粉末包括碳酸钙和碳酸镁两者中的至少一者；
[0006]加热上述混合粉末至700～900℃并恒温45～75min，得到碳壳修饰的氧化物材料；
[0007]将所述碳壳修饰的氧化物材料冷却后再加热至200～400℃，或者直接将所述碳壳修饰的氧化物材料降温至200～400℃；恒温1h后，通入200～400℃的水蒸气，使水蒸气与氧化钙充分反应生成氢氧化钙，得到所述碳壳修饰的氢氧化物储热材料。
[0008]进一步地，所述第一粉末为柠檬酸钾一水合物，所述第二粉末为碳酸钙。
[0009]进一步地，所述柠檬酸钾一水合物和所述碳酸钙两者的质量比为2:1，例如，所述柠檬酸钾一水合物的质量为20g，所述碳酸钙的质量为10g。
[0010]进一步地，所述碳酸钙的粒度不大于10mm，更进一步地，所述碳酸钙的粒度为1～10mm。
[0011]进一步地，所述保护气体为惰性气体，更进一步地，所述保护气体为氮气。
[0012]进一步地，通入所述保护气体的持续时长为15～45min，更进一步地，通入所述保护气体的持续时长为30min。
[0013]进一步地，加热所述混合粉末时，加热至800℃，恒温1h。
[0014]进一步地，加热所述混合粉末时，升温速率为8～12℃/min，更进一步地，升温速率为10℃/min。
[0015]进一步地，加热所述碳壳修饰的氧化物材料时，升温速率为8～12℃/min，更进一
步地，升温速率为10℃/min；
[0016]或者，降低所述碳壳修饰的氧化物材料的温度时，降温速率为8～12℃/min，更进一步地，降温速率为10℃/min。
[0017]进一步地，向所述加热设备内通入水蒸气的速率为15～25sccm，更进一步地，向所述加热设备内通入水蒸气的速率为20sccm。
[0018]进一步地，所述加热设备为管式炉。
[0019]本专利技术提供的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，能够获得以下有益效果：
[0020]本专利技术提供的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，通过将碳壳与氢氧化钙耦和，获得碳壳包裹的氢氧化钙储热材料，制备步骤简单，所以易于大规模制备，材料成本低，所以所制得的储热材料价格低廉，以上两点均对氢氧化物储热的应用推广有着重要的意义。
[0021]而制得的碳壳修饰的氢氧化物储热材料，与传统的碳材料与氢氧化钙机械混合获得的储热材料相比，由于碳层具有良好的导热性，所以能够将外部加热的热量快速传递至与其耦合的氢氧化钙的表面，从而能够促进传热传质，提高储热速度；又由于碳层的存在可以一定程度地增加氢氧化钙颗粒间的距离，所以能够有效避免储放热循环过程中颗粒团聚的现象；此外，碳层良好的导热性还能够快速将放热过程中的热量带走，从而有效避免颗粒烧结的情况，即，本专利技术提供的制备方法所制备的储热材料，储热速度快，在循环过程中的稳定性也大幅提升。
[0022]本专利技术的第二个目的在于提供一种碳壳修饰的氢氧化物储热材料，以解决现有技术中存在的氢氧化物储热材料制备过程繁琐、成本高的技术问题。
[0023]本专利技术提供的碳壳修饰的氢氧化物储热材料，采用上述的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法制得，具有上述的全部优点，故在此不再赘述。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术实施例一提供的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]本实施例提供一种碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，包括以下步骤：
[0028]按质量比3:2～3:1取第一粉末和第二粉末，将两者混合均匀后放入加热设备内，并向加热设备内通入保护气体以排出其内空气，第一粉末包括柠檬酸钾一水合物、柠檬酸
钠、三聚氰胺三者中的至少一者，第二粉末包括碳酸钙和碳酸镁两者中的至少一者；
[0029]加热上述混合粉末至700～900℃并恒温45～75min，得到碳壳修饰的氧化物材料；
[0030]将碳壳修饰的氧化物材料冷却后再加热至200～400℃，或者直接将碳壳修饰的氧化物材料降温至200～400℃；恒温1h后，通入200～400℃的水蒸气，使水蒸气与氧化钙充分反应生成氢氧化钙，得到碳壳修饰的氢氧化物储热材料。
[0031]本实施例提供的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，通过将碳壳与氢氧化钙耦和，获得碳壳包裹的氢氧化钙储热材料，制备步骤简单，所以易于大规模制备，材料成本低，所以所制得的储热材料价格低廉，以上两点均对氢氧化物储热的应用推广有着重要的意义。
[0032]而制得的碳壳修饰的氢氧化物储热材料，与传统的碳材料与氢氧化钙机械混合获得的储热材料相比，由于碳层具有良好的导热性，所以能够将外部加热的热量快速传递至与其耦合的氢氧化钙的表面，从而能够促进传热传质，提高储热速度；又由于碳层的存在可以一定程度地增加氢氧化钙颗粒间的距离，所以能够有效避免储放热循环过程中颗粒团聚的现象；此外，碳层良好的导热性还能够快速将放热过程中的热量带走，从而有效避免颗粒烧结的情况，即，本专利技术提供的制备方法所制备的储热材料，储热速度快，在循环过程中的稳定性也大幅提升。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量比3:2～3:1取第一粉末和第二粉末，将两者混合均匀后放入加热设备内，并向所述加热设备内通入保护气体以排出其内空气，所述第一粉末包括柠檬酸钾一水合物、柠檬酸钠、三聚氰胺三者中的至少一者，所述第二粉末包括碳酸钙和碳酸镁两者中的至少一者；加热上述混合粉末至700～900℃并恒温45～75min，得到碳壳修饰的氧化物材料；将所述碳壳修饰的氧化物材料冷却后再加热至200～400℃，或者直接将所述碳壳修饰的氧化物材料降温至200～400℃；恒温1h后，通入200～400℃的水蒸气，使水蒸气与氧化钙充分反应生成氢氧化钙，得到所述碳壳修饰的氢氧化物储热材料。2.根据权利要求1所述的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，其特征在于，所述第一粉末为柠檬酸钾一水合物，所述第二粉末为碳酸钙，且两者的质量比为2:1。3.根据权利要求1或2所述的碳壳修饰的氢氧化物储热材料的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙的粒度不大于10mm。4.根据权利要求1所述的碳壳修饰的氢氧化物储热材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓，韩伟，姚明宇，付康丽，宋晓辉，陆续，白锐槐，冯鹏辉，左芳菲，
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：