溶胶凝胶燃烧合成纳米NiO对太阳盐微结构和热性能的影响

发布时间：2021-08-29 23:45

　　提高太阳盐的比热容可以增强其蓄热能力,是近年来中高温储能领域的研究热点。本文采用溶胶凝胶燃烧法在太阳盐中原位合成纳米NiO,制备改性太阳盐。利用XRD、SEM、TEM、EDS和DSC等测试与表征手段分析了纳米NiO对太阳盐微观结构和热性能的影响。结果表明,太阳盐中成功合成了直径为8～10 nm的球形NiO颗粒,并且纳米颗粒会产生团聚形成尺寸为0.1～0.5μm的小团簇体。溶胶凝胶燃烧法原位合成的纳米NiO可以大幅提高太阳盐的比热容。界面能的增加和半固态层的形成是改性太阳盐比热容提高的主要原因。 

【文章来源】：储能科学与技术. 2020,9(06)CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

400℃点燃且p H为3的不同摩尔比的改性盐与基盐的SEM形貌：(a)基盐；(b)C∶N摩尔比为1∶3;(c)C∶N摩尔比为1∶2;(d)C∶N摩尔比为1∶1

在燃料摩尔比为1∶2且溶液p H值为3的条件下，改变点燃温度制备改性盐，观察点燃温度对改性盐微结构的影响。微观形貌如图4所示。图4(a)中，纳米颗粒主要分布在硝酸盐颗粒间隙处，纳米颗粒团聚度较小，图4(c)中，纳米颗粒产生明显团聚分布于硝酸盐表面和界面结合处，图4(d)中，纳米颗粒在硝酸盐颗粒间隙处产生团聚体并相互连接。由图4可知，随着点燃温度的升高，纳米颗粒团聚程度变大，团簇尺寸变大，相互连接程度变大。在燃料摩尔比为1∶2且点燃温度为400℃的条件下，改变溶液p H制备改性盐，观察溶液p H对改性盐微结构的影响。微观形貌如图5所示。由图5可知，当溶液p H为1时[图5(a)]，纳米Ni O与硝酸盐融合成块状结构分布在硝酸盐界面结合处，硝酸盐颗粒表面比较光滑；当p H为5时，纳米颗粒在硝酸盐颗粒界面结合处产生了严重的团聚。随着p H的升高，纳米颗粒的团聚程度先减小后增大。图6、图7分别为TP-1/2样品离心所得纳米Ni O的TEM形貌及纳米颗粒掺杂太阳盐能谱图。

根据Buongiorno[24]经典混合理论的比热容计算模型[式(1)]，计算得到的改性太阳盐的比热容的值应该低于太阳盐的比热容。测得离心得到的纳米氧化镍的比热容为0.98J/(g·℃)。式中，m是质量分数；Cp是比热容；np是纳米颗粒；nf是纳米流体。然而所测样品的比热容远高于理论计算值，此模型与本文实验结果不吻合，在许多研究报道中也得出此模型具有局限性。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]太阳能热发电技术产业发展现状与展望[J]. 杜凤丽,原郭丰,常春,卢智恒.  储能科学与技术. 2013(06)
[3]中高温储热材料的研究现状与展望[J]. 葛志伟,叶锋,Mathieu Lasfargues,杨军,丁玉龙.  储能科学与技术. 2012(02)



本文编号：3371612