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60%NaNO3-40%KNO3熔盐是重要的传热蓄热介质,已成为太阳能高温传热蓄热介质的良好选择,并在工业节能和可再生能源利用中作为热循环介质使用,同时也是用于铝电解槽余热回收的潜在蓄热介质。但是当使用温度超过其上限温度600℃时,其热稳定性变差,发生热分解变质,因此需要改善其蓄热性能,以实现更有效的应用。向熔盐体系中引入添加剂是一种重要的改善其蓄热性能的方法。本文向60%NaNO3-40%KNO3熔盐体系中分别添加质量分数为5%,10%,15%的LiNO3、KNO2、NaNO2单一添加剂和等质量分数的LiNO3-KNO2、KNO2-NaNO2复合添加剂,研究不同温度和熔盐组成条件下的离子结构和相关热物性,分析对比不同添加剂的影响,力图得到具有较好蓄热熔盐性能的复合熔盐组成。首先,通过Raman光谱法研究了不同组成熔盐体系的离子结构,进而分析了熔盐中离子团的转化规律。实验结果表明,对于(60%NaNO3-40%KNO3)-LiNO3体系,当温度超过 200℃时,LiNO3发生分解。在(60%NaNO3-40%KNO3)-KNO2、(60%NaNO3-40%KNO3)-NaNO2、(60%NaNO3-40%KNO3)-KNO2-NaNO2 体系中,当温度超过 200℃时,熔盐中的NO2-与NO3-的相互转化平衡向着NO3-的方向移动。同时,采用恒温热重法分析了500℃、550℃、600℃、650℃下上述熔盐体系的热稳定性。Raman光谱和热重分析结果表明,当添加10%KNO2、5%NaNO2和2.5%KNO2-2.5%NaNO2时,熔盐体系具有较优的热稳定性。然后,采用阿基米德法测量了不同温度下混合熔盐的密度。实验结果表明,各熔盐体系的密度与温度基本呈线性关系,拟合得到了各组成熔盐密度与温度之间关系的经验方程。实验结果表明,当向60%NaNO3-40%KNO3体系中添加不同含量的LiNO3、KNO2、NaNO2、LiNO3-KNO2和KNO2-NaNO2时,熔盐密度有所提高。在加入等量添加剂时,相同温度下,添加LiNO3KNO2-NaNO2时,熔盐密度最大。最后,采用差示扫描量热法(DSC)进行了熔盐体系的相变温度和相变潜热的测定。实验结果表明,向 60%NaNO3-40%KNO3体系添加 LiNO3、KNO2、NaNO2、LiNO3-KNO2和KNO2-NaNO2时,相变温度变化均不明显。当添加LiNO3、KNO2和LiNO3-KNO2时,熔盐体系相变潜热有所下降;当添加NaNO2和KNO2-NaNO2时,熔盐体系相变潜热有上升趋势,当添加15%NaNO2或7.5%KNO2-7.5%NaNO2时,对熔盐的相变潜热提升效果最好。综合比较上述熔盐的相关热性质,认为在研究的熔盐体系中,如果使用显热蓄热,(60%NaNO-40%KNO3)-10%KNO2、(60%NaNO-40%KNO3)-5%NaNO2、(60%NaNO3-40%KNO3)-2.5%KNO-2.5%NaNO2熔盐体系由于具有更好的高温热稳定性和较高的密度而更适合被采用;如果使用潜热蓄热,(60%NaNO3-40%KNO3)-15%NaNO2、(60%NaNO3-40%KNO3)-75%KNO2-7.5%NaNO2熔盐体系由于具有较高的相变潜热而更适合被采用。