用于高温蓄热介质的二氧化硅纳米颗粒/三元碳酸盐复合熔盐纳米流体的制备方法对比

熔盐作为一种高效的蓄热介质,其蓄热能力由比热容大小决定,添加纳米颗粒可以有效提高其比热容。本研究以三元碳酸盐(碳酸钾、碳酸锂、碳酸钠)为基盐,于超声振荡条件下将二氧化硅纳米颗粒分散在盐溶液中,通过三种不同结晶方法蒸发水分制得了二氧化硅纳米颗粒/三元碳酸盐复合熔盐纳米流体。对比三元碳酸盐与直接结晶法、搅拌结晶法和逐滴结晶法制备的熔盐复合纳米流体的热物性,获得了最佳结晶方法并探究了比热容提高机制。使用差示扫描量热仪、热分析仪和扫描电子显微镜分别测量和表征了样品的比热容、分解温度及表面微观结构。结果表明,逐滴结晶法是最佳的结晶方法,在450～470℃范围内,该法制备的复合熔盐纳米流体的比热容与基盐相比提高了40.59%～44.88%,分解温度高达806.90℃,是良好的高温蓄热介质。熔盐在纳米颗粒诱导下形成棒状纳米结构,比表面积和比表面能明显增大,从而使熔盐纳米流体的比热容显著提高。