硝酸熔鹽作為太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的主要傳蓄熱介質(zhì),具有諸多優(yōu)點(diǎn),如:低熔點(diǎn),低蒸氣壓,低腐蝕性,低成本,熱穩(wěn)定性高,使用溫度范圍廣等。但硝酸熔鹽凝固點(diǎn)偏低,在管道中傳輸時(shí)容易結(jié)塊,發(fā)生“凍管”問(wèn)題,這在一定程度上限制了太陽(yáng)能熱發(fā)電的發(fā)展。物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)決定了它的宏觀性質(zhì),因此對(duì)于硝酸熔鹽的結(jié)構(gòu)研究有助于解決其在應(yīng)用中遇到的問(wèn)題,提高硝酸熔鹽的工作效率,并完善熔鹽結(jié)構(gòu)理論。選取NaNO₃,NaNO₂,KNO₃的一元、二元、三元熔鹽為研究對(duì)象,首先利用XRD,TG-DSC對(duì)硝酸熔鹽體系的熱物性進(jìn)行研究;隨后采用高溫Raman實(shí)驗(yàn)對(duì)硝酸熔鹽體系在升溫過(guò)程中結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行初步探究;在此基礎(chǔ)上,著重研究在太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的Hitec（7%NaNO₃+53%KNO₃+40%NaNO₂）三元熔鹽的微觀結(jié)構(gòu)。運(yùn)用密度泛函理論（DFT）優(yōu)化了Hitec三元熔鹽的微觀模型,探究其微觀成鍵方式;最后采用X射線散射實(shí)驗(yàn)（XRS）結(jié)合計(jì)算機(jī)模型擬合的方法,研究了Hitec三元... 

【文章來(lái)源】：青海師范大學(xué)青海省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

熔鹽的應(yīng)用領(lǐng)域Fig.1.1Applicationfieldofmoltensalts化學(xué)

NaNO3-KNO3-NaNO2三元硝酸熔鹽結(jié)構(gòu)研究112.2.2藥品試劑實(shí)驗(yàn)中采用的藥品及生產(chǎn)廠家如表2.2所示：表2.2實(shí)驗(yàn)藥品及其生產(chǎn)廠家Table.2.2Drugsusedandcorrespondingproducers藥品名稱純度生產(chǎn)廠家硝酸鉀分析純國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司硝酸鈉分析純國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司亞硝酸鈉分析純國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司2.2.3二元/三元熔鹽的制備由于硝酸鹽在空氣中容易受潮，會(huì)吸收水分形成結(jié)晶體，特別是亞硝酸鹽會(huì)吸收環(huán)境中的水蒸氣，因此在實(shí)驗(yàn)前要將市面上銷售的分析純硝酸鈉、亞硝酸鈉及硝酸鉀進(jìn)行重結(jié)晶。利用磁力加熱攪拌器分別制硝酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鉀的飽和溶液。溶劑分批加入，邊加熱邊攪拌，直至固體全部溶解。將飽和溶液趁熱過(guò)濾，除去不溶性雜質(zhì)，把盛放濾液的燒杯放在涼水中使其析出晶體。再通過(guò)抽濾的方法，得到重結(jié)晶后的晶體。將重結(jié)晶后得到的硝酸鈉、亞硝酸鈉和硝酸鉀固體在電熱鼓風(fēng)干燥箱中，在100℃下干燥24小時(shí)，以脫去晶體中多余的水分。烘干后將樣品放在干燥器中備用。實(shí)驗(yàn)中的熔鹽是按照NaNO3，KNO3，NaNO2三種原料均勻分布的條件進(jìn)行配制，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)是圖2.1中標(biāo)注的紅色三角。圖2.1實(shí)驗(yàn)熔鹽組成分布圖Fig.2.1Compositionprofilesofmoltensaltsintheexperiment

青海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.1中三角形的每個(gè)頂點(diǎn)分別代表NaNO3，KNO3，NaNO2的純物質(zhì)，三角形的每條邊分別代表三種原料兩兩混合的二元熔鹽，三角形中間的點(diǎn)的組成是由做平行線法確定的，代表的是不同配比的三元熔鹽。從圖2.1中共選出21個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，除此之外，將目前儲(chǔ)能熔鹽用的較多的三元熔鹽Hitec(53%KNO3–7%NaNO3–40%NaNO2)體系也列入其中。實(shí)驗(yàn)中個(gè)樣品的配料組成分布見表2.3。將預(yù)處理好的三種原料按照所需的組分配比稱量，每個(gè)樣品總質(zhì)量為100g，放入剛玉坩堝中，攪拌均勻。設(shè)置馬弗爐溫度為300℃，使樣品在其中完全熔化，然后降溫冷卻為固體，用固體粉碎機(jī)將得到的樣品打磨成粉末。熔鹽制備完畢后，取適量樣品進(jìn)行TG-DSC和XRD實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其熱物性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。a.b.c.d.圖2.2樣品在制備過(guò)程中的不同形態(tài)(a.熔化前；b.熔化時(shí)；c.冷卻時(shí)；d.凝固后)Fig.2.2Differentformsofsamplesintheprocessofpreparatio(a.beforemelting;b.meltingtime;c.coolingtime;d.aftersolidification)2.2.4熔鹽的表征TG-DSC分析實(shí)驗(yàn)采用SDTQ600型同步差示掃描量熱—熱重分析儀分析測(cè)定樣品的熱物性，包括熔點(diǎn)、分解溫度以及相變焓。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，坩堝采用含蓋鉑金坩堝，稱取樣品10g左右，升溫速率為10℃/min，使用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，溫度范圍控制在25℃~700℃。XRD分析實(shí)驗(yàn)采用X’PertPro型X射線散射儀對(duì)熔鹽樣品進(jìn)行物相組成表征。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用Cu靶，λ=0.154nm，測(cè)試管電壓為40kV，管電流為35mA，掃描范圍是5°~75°，掃描步長(zhǎng)是0.0167°。

【參考文獻(xiàn)】：
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