本发明提供一种核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料的制备方法，属于能源高效利用和蓄热材料制备领域。
背景技术：
可再生能源的使用是解决当今全球范围内能源危机和环境污染问题的有效途径。在太阳能、风能、水能、生物质能、核能等能源中，太阳能丰富且可免费获得，具有巨大的发展前景。目前，聚光太阳能发电（CSP）技术可以将太阳能转化为热能并进一步通过汽轮机或者热机进行发电，在替代化石能源或者减少碳排放方面有极大的优势。然而，太阳能本身的不稳定性和间歇性会影响CSP系统的发电量，使得 CSP技术的推广应用受到影响。
热能存储系统（TES）可以将热能/冷量存储起来，不仅可以实现热能的高效利用，还可以使CSP电厂更加自由地运转，从而解决能源供给和需求在时间、温度、电量和地点等方面的不匹配问题。研究指出，CSP系统的运行温度越高，其热效率也随之升高。因此，只有工作温度在500~1200℃范围的高温相变蓄热材料才能满足未来CSP发电系统的需求。
技术实现要素：
本发明提供一种制备核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料的方法。NaCl的相变温度为801℃，在相变过程中能够产生大量的热焓而且储热成本低，在无机盐储热系统中表现出绝对的优势。Al2O3作为一种陶瓷材料，具有非常高的熔点（一般在2000℃以上）和优良的高温化学稳定性，可以将NaCl相变材料封装起来，制成一种核壳结构的高温蓄热材料。这种结构不仅能够克服NaCl腐蚀性强的缺点，而且具有能够增大传热面积，阻止相变材料与环境发生反应，控制相变过程中的体积变化等优点。
本发明通过以下技术方案实现：
一种制备核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料的方法，包括以下步骤：
（1）按摩尔比为3:1称取CH3COONa和AlCl3，分别溶于无水乙醇中，制成0.05~0.6mol/L的CH3COONa乙醇溶液和AlCl3乙醇溶液；
（2）在0~40℃水浴条件下剧烈搅拌CH3COONa乙醇溶液，同时以3~5mL/min的速度将AlCl3乙醇溶液滴入CH3COONa乙醇溶液中，滴加结束后继续搅拌0.5~1.5h，制得纳米级别的NaCl小颗粒；
（3）向步骤（2）得到的混合物中依次加入表面活性剂CTAB乙醇溶液，和另一种金属铝盐乙醇溶液，CTAB添加量为0.5~1g/L，金属铝盐与CH3COONa的摩尔比为2~3:1，混合均匀；
（4）取NaOH溶于冷藏过的无水乙醇（低于5℃）中，NaOH与（AlCl3+金属铝盐）的摩尔比为2~3:1；在0~40℃水浴条件下剧烈搅拌的同时，以每秒0.5~5滴的速度将NaOH乙醇溶液加入步骤（3）的混合物中，滴加结束后继续搅拌1~2h，反应得到沉淀；
（5）将步骤（4）得到的沉淀过滤，用无水乙醇洗涤3次，在80~120℃下干燥12~24h后，以1℃/min的速率升温至500~700℃焙烧2~4h，得到核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料。
步骤（3）中所述金属铝盐为醋酸铝、碱式醋酸铝、硝酸铝中的任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）一般的中低温蓄热材料的使用温度≤300℃，该蓄热材料使用温度高，可以在800~1400℃的环境中使用，更容易满足太阳能电厂的工业需求；
（2）所得的核壳结构的NaCl@Al2O3相变蓄热材料由于外层包裹了Al2O3，因而具有耐高温（其熔点为2054℃），热膨胀系数低（介于4.9~9.3×10-6/K），硬度高等优点；
（3）包覆的Al2O3壳层可以有效的保护内核中的NaCl，避免NaCl的损失和强腐蚀；Al2O3是非常稳定的陶瓷材料，该结构可有效提高材料的热稳定性。
具体实施方式
实施例1
（1）称取0.03mol（2.46g）CH3COONa和0.01mol（2.4143g）AlCl3·6H2O，分别溶于50mL无水乙醇中，经过超声、搅拌之后配制成溶液；
（2）在0℃（冰水混合物中）水浴下剧烈搅拌CH3COONa乙醇溶液，同时以3mL/min的速度将AlCl3·6H2O乙醇溶液滴入CH3COONa乙醇溶液中，滴加结束后继续搅拌0.5h，制得纳米级别的NaCl小颗粒；
（3）向步骤（2）得到的混合物中依次加入10mL质量浓度为10g/L的表面活性剂CTAB乙醇溶液，和400mL浓度为0.15mol/L的Al(CH3COO)3乙醇溶液，混合均匀；
（4）取0.21mol（8.4g）NaOH颗粒溶于200mL冷藏过的无水乙醇（低于5℃）中，剧烈搅拌后制成溶液，在0℃（冰水混合物中）水浴下，以每秒0.5滴的速度将NaOH乙醇溶液加入步骤（3）的混合物中，滴加结束后继续搅拌1h，反应得到沉淀；
（5）将步骤（4）得到的沉淀物过滤，用无水乙醇洗涤3次，在100℃下干燥18h，将得到的白色粉末以1℃/min的速率升温至500℃焙烧4h，得到核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料。
实施例2
（1）称取0.03mol（2.46g）CH3COONa和0.01mol（2.4143g）AlCl3·6H2O，分别溶于100mL无水乙醇中，经过超声、搅拌之后配制成溶液；
（2）在室温（25℃）水浴下剧烈搅拌CH3COONa乙醇溶液，同时以4mL/min的速度将AlCl3·6H2O乙醇溶液滴入CH3COONa乙醇溶液中，滴加结束后继续搅拌1h，制得纳米级别的NaCl小颗粒；
（3）向步骤（2）得到的混合物中依次加入20mL质量浓度为10g/L的表面活性剂CTAB乙醇溶液，和400mL浓度为0.15mol/L的Al(OH)(CH3COO)2乙醇溶液，混合均匀；
（4）取0.15mol（6g）NaOH颗粒溶于200mL冷藏过的无水乙醇（低于5℃）中，剧烈搅拌后制成溶液，在室温（25℃）水浴下，以每秒1滴的速度将NaOH乙醇溶液加入步骤（3）的混合物中，滴加结束后继续搅拌1.5h，反应得到沉淀；
（5）将步骤（4）得到的沉淀物过滤，用无水乙醇洗涤3次后，在80℃下干燥24h，将得到的白色粉末以1℃/min的速率升温至600℃焙烧3h，得到核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料。
实施例3
（1）称取0.03mol（2.46g）CH3COONa和0.01mol（2.4143g）AlCl3·6H2O，分别溶于200mL无水乙醇中，经过超声、搅拌之后配制成溶液；
（2）在40℃水浴下剧烈搅拌CH3COONa乙醇溶液，同时以5mL/min的速度将AlCl3·6H2O乙醇溶液滴入CH3COONa乙醇溶液中，滴加结束后继续搅拌1.5h，制得纳米级别的NaCl小颗粒；
（3）向步骤（2）得到的混合物中依次加入20mL质量浓度为15g/L的表面活性剂CTAB乙醇溶液，和300mL浓度为0.3mol/L的Al(NO3)3乙醇溶液，混合均匀；
（4）取0.3mol（12g）NaOH颗粒溶于300mL冷藏过的无水乙醇（低于5℃）中，剧烈搅拌后制成溶液，在40℃水浴下，以每秒5滴的速度将NaOH乙醇溶液加入步骤（3）的混合物中，滴加结束后继续搅拌2h，反应得到沉淀；
（5）将步骤（4）得到的沉淀物过滤，用无水乙醇洗涤3次，在120℃下干燥12h，将得到的白色粉末以1℃/min的速率升温至700℃焙烧2h，得到核壳结构的NaCl@Al2O3高温相变蓄热材料。