杂质SO_4~(2-)对混合硝酸盐结构影响分析

ｓｏｌｉｄ—ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｌｓｏ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｓｏｌｉｄ
ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｓ０ — ｂｒｅａｋｓ ａｔ ａｂｏｕｔ ２００ ℃ ．
Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍ ｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｓｔｒｕ ｃｔｕｒｅ；ｉｍｐｕｒｉｔｙ ｉｏｎ；ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ；ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔ ｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔｓ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｓｏｌｉｄｉｆ ｉｅｓ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｓ．ｓｏｌ—
ｉｏｎｓ ｃｏｍｂｉｎｅ ｗｉｔｈ Ｎ ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ，ａｎｄ Ｎ ｉｏｎｓ ｅｘｉｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｒｎ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｉｔ ｗ ａｓ ａｌｓｏ ｆｏｕｎｄ
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔｓ ｉｎ ｅｎｅｒｇＹ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｈａｖｅ ｌｅｄ ｔｏ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｅｆｆｏｒｔ ｉｎ ｓｃｉｅｎｔｉｆ ｉｃ
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｓａｌｔｓ ａｓ ａｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｍ ａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ｒｅｃｆ ｌｅｔ ｙｅａｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．１ｉｔｔｌｅ ｉＳ ｋｎｏｗｎ ａｂｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｍ ｐｕｒｉｔｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｏｌｔｅｎ
ｓａｌｔ ｍ ｉｘｔｕｒｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｅｌｄｏｍ ｒｅｐｏｒｔｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｉｍ ｐｕｒｉｔｉｅｓ ｃａｎ ｉｍ ｐｏｓｅ ｉｍ ｐａｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ
ｔｈｅｒｍ ｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍ ｏｌｔｅｎ ｓａｌｔｓ ｔｈａｔ ｃａｎｎｏｔ ｂｅ ｎｅｇｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｅｘａｍ ｉｎｅｓ ｔｈｅ
ｔｈａｔ ｓｏｌ—ｉｏｎｓ ｅｘｉｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｌＴｌ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｍ ｉｘｅｄ ｓａｌｔｓ ｃｈａｎｇｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｔ ２００ 。Ｃ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｓｔｉｎｇ ａ
第 ５卷 第 ２期 ２０１６年 ３月
储 能 科 学 与 技 术
Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．５ Ｎ Ｏ．２ Ｍ ａｒ．２Ｏ１６
杂质 ｓｏｌ一对混合硝酸盐结构影响分析
倪海欧 ，孙 泽 ，黄 龙 ，周 扬 ，庞旭岩 ，宋兴福 ，于建 国
（ 华 东理 Ｔ大学 家盐湖 资源 综合利用工程技 术研 究 中心 ，上海 ２００２３７； 青海盐湖工业股份 有限公 司化 工分公司 青海 格 尔 木 ８１６０００）
摘 要 ：随着能源技术 的发 展 ，硝 酸盐作为储 能介 质的应用越 来越广泛 ，但 是有 关熔盐结构 的研 究偏 少，特别 是 杂质 离子对 混合 盐结构 和性质 的影 响 ，鲜有 文献报 道 。然而 ，杂质 离子却 会对 混合熔 盐 的宏观热 物性 、腐 蚀性等产生 不 同程度 的影 响 ，不可 忽略 ，对其微观 结构的研 究或对宏观 性质 的研 究有 所帮助 。本文 以质 量比为
比有显著的改变，发生 了固一固相变生成新相，且 ｓｏｌ一固溶状态被打破。
关 键 词 ：熔 盐 结 构 ； 杂 质 离 子 ； 高温 拉 曼光 谱 ； 高 温 ｘ 射 线 衍 射
ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ ２０９５—４２３９．２０１６．０２．０１３
中 图分 类 号 ：ＴＱ １３１．１
ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ＳＯ 一 ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｅｎｃｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａ ｍ ｉｘｅｄ ＫＮＯ３／ＮａＮＯ３ ｓａｌｔ ｗｉｔｈ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ
Ｏｆ １：ｌ ａ Ｒａｍ ａｎ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｍｅｔｅｒ ａｎｄ ａ Ｘ．ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ
文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：２０９５—４２３９（２０ｌ６）０２—２１０—０５
Ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｏｌ—ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｍｉｘｅｄ ｎｉｔｒａｔｅ ｓａｌｔｓ
ＮＩＨａｉｏｕ ，ＳＵＮ
Ｚｅ ，Ｈ
ＵＡＮ Ｇ Ｌｏｎｇ２
，
ＺＨ
Ｏ
Ｕ Ｙａｎｇ２
，
ＰＡＮＧ Ｘｖｙａｎ ，ＳＯＮＧ Ｘｉｎｇｈ ，ＹＵＪｉａｎｇｕｏ
１：１的 ＫＮＯ ／ＮａＮＯ 混合盐为基础，向其中添加ｓｏｌ一离子。测量了含杂质混合盐在不同温度的拉曼光谱和高
温 ＸＲＤ图谱，考察了ｓｏｌ离子对硝酸盐混合物结构的影响。结果表明，在熔盐冷凝结晶时ｓｏ４会优先与 Ｎａ
结合 ，并且在常 温下 ｓｏ： ４一以 固溶体 的形 式存 在。不 同温度 下的谱 图表明 ，在 ２００℃时混合 盐 的结构和 常温 下相
ｆ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓａｌｔ Ｌａｋｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ； Ｑｉｎｇｈａｉ Ｓａｌｔ Ｌａｋｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｅ’ｅｒｍｕ ８ １ ６０００，Ｑｉｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）