用于高效太阳能热屏蔽纳米化合物近红外吸收材料的研究

【摘要】：随着经济的快速发展，科学技术和社会生产进一步提高，人们的节能和环保的意识不断上升，对其要求也越来越高，并逐渐成为全世界的焦点问题，特别是近几十年来由于建筑行业、汽车工业、运输等领域的高速发展，迫切需要大量经济、高效、节能的透明太阳能热隔离材料和器件用来降低在强光辐射下仪器的表面环境与运行的温度，从而使大量的能源得到有效的节约，环境得到切实的保护。 由于太阳光线在通过普通玻璃时是没有选择性的，即太阳辐射中的可见光透过这些玻璃的同时，光区中近红外（太阳光热量的主要集中区）所携带的热量也随之大量地透过，这势必会引起室内温度上升，从而让一些降温设备（如空调，冷风机等）承担了巨大的降温负担，消耗并浪费了大量的能源。因此探寻一种能够降低室内温度，同时保持足够亮度的太阳能热屏蔽器件显得尤为重要,并具有相当高的研究价值和广泛的应用前景。 金属氧化物和硫化物等纳米半导体化合物具有其独特的物理和化学性能，在太阳能热屏蔽材料中体现出诸多优势，有望得到广泛的应用。本文在纳米材料研究进展的基础上，结合对其主要性能，制备方法等进行综述，并主要集中于以下工作：1）探讨了化学沉淀法、超声喷雾法的制备工艺；2）对纳米粉体的煅烧工艺与晶相形貌、尺寸等进行分析；3）集中对纳米氧化钨，纳米硫化铜，二元金属硫化物的光学性能展开研究。 本文第一章详细介绍了热屏蔽材料和纳米粒子的研究现状和发展趋势，探讨了纳米化合物的制备工艺及性能的表征，介绍了半导体纳米粒子的特点和应用以及本文所涉及的相关理论。 本文第二章详细介绍了常温常压下，以钨酸铵和硝酸为原料，采用了化学共沉淀制备工艺来制备纳米氧化钨，讨论了不同温度下的还原处理对其化学组成产生的影响，分析了在还原处理前后氧化钨晶相形貌的变化。从200~2500nm范围波段内测定的吸收和透过光谱发现：还原后的纳米氧化钨粒子在近红外光区（1400至2200nm波段内）出现了显著的吸收峰，表现出一定的吸收增强效应，并依旧保持了可见光的高透过性。 本文第三章我们采用新型超声喷雾法，以Cu(NO3)2和Na2S的水溶液分别作为初始反应溶液，制备了半导体硫化铜纳米粉体。研究了铜和硫的比例与不同热处理对硫化铜纳米颗粒化学成分的影响，分析了相应化学组成的粒子晶相形貌,实验结果表明：由不同化学组成的硫化铜纳米颗粒在近红外光区均具有一定程度的吸收效应，并在1400nm后的吸收尤为显著，这可以认为是电子在半导体硫化铜的能带中跃迁所致,同时该半导体粒子小于可见光波长，因而具有较高的可见光透过性，但其可见光的透过率却随着纳米粒子由Cu2S趋向CuS而略有下降。 本文第四章我们采用新型超声喷雾共沉淀技术，以Fe(NO3)3、Al(NO3)3、Ba(NO3)2、Gd2O3、Cu(NO3)2和Na2S为原料制备多种二元金属硫化物纳米粉体。分析了二元金属硫化物纳米粒子的化学结构和不同化学组成下的晶相形貌，并测定了这些纳米粉体从紫外到近红外的吸收和透过光谱。研究发现不同化学组成的二元金属硫化物均在近红外光区有显著的吸收效应并逐渐增强，同时对可见光波段范围内具有很高透过性。 【关键词】：太阳能热屏蔽 纳米化合物 超声喷雾 能带跃迁 近红外吸收
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 引言11-13
• 1 绪论13-22
• 1.1 热隔离材料概述13-15
• 1.1.1 热隔离材料13
• 1.1.2 热隔离材料的基本原理13-14
• 1.1.3 热隔离材料国内外研究状况14-15
• 1.2 纳米技术和功能纳米材料15-17
• 1.2.1 纳米材料和纳米技术15-16
• 1.2.2 功能纳米粉体概述16-17
• 1.3 纳米材料的制备工艺17-20
• 1.3.1 溶胶-凝胶法17-18
• 1.3.2 水热合成法18
• 1.3.3 共沉淀法18-19
• 1.3.4 微乳液法19
• 1.3.5 超声化学法19
• 1.3.6 超声喷雾法19-20
• 1.4 纳米粉体的表征20-22
• 1.4.1 成份表征20
• 1.4.2 结构表征20-21
• 1.4.3 颗粒表征21
• 1.4.4 形貌表征21-22
• 2 纳米氧化钨粉体的制备及其近红外吸收性能22-31
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验23-25
• 2.2.1 样品的制备和实验方法23-24
• 2.2.2 样品的分析与表征24-25
• 2.3 结果与讨论25-29
• 2.3.1 XRD 结果分析25-26
• 2.3.2 SEM 结果分析26-28
• 2.3.3 吸收透过光谱分析28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 硫化铜纳米粒子的制备及其近红外吸收性能31-40
• 3.1 引言31-32
• 3.2 实验32-33
• 3.2.1 样品的制备及实验方法32-33
• 3.2.2 分析与表征33
• 3.3 结果与讨论33-39
• 3.3.1 XRD 分析33-34
• 3.3.2 SEM 分析34-36
• 3.3.3 吸收和透过光谱分析36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 二元金属硫化物的制备及其近红外吸收性能40-48
• 4.1 引言40-41
• 4.2 实验41-42
• 4.2.1 粉体的制备及实验方法41-42
• 4.2.2 材料的分析和表征42
• 4.3 结果与讨论42-47
• 4.3.1 XRD 分析42-43
• 4.3.2 SEM 分析43-45
• 4.3.3 吸收与透过分析45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 结论与展望48-50
• 5.1 结论48-49
• 5.2 今后工作的建议及展望49-50
• 参考文献50-56
• 在学研究成果56-57
• 致谢57

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

纳米硫化铜粉体的制备与应用研究现状    汤国虎;

隔热涂料的隔热机理及其研究进展    陆洪彬;陈建华;

光致变色材料的研究与应用    沈庆月;陆春华;许仲梓;

隔热功能涂料的研究与发展趋势    余丽蓉;陆春华;高树军;赵石林;许仲梓;

纳米羟基磷灰石的新型超声喷雾法制备技术研究    邱杨;夏海平;

弹性薄层反辐射隔热涂料的研究    余丽蓉;陆春华;赵石林;许仲梓;

纳米硫化铜的超声波化学合成及其表征    吕维忠,刘波,韦少慧,游新奎,李均钦

超声化学法制备无机纳米材料的研究进展    卢小琳,国伟林,王西奎

银、铜硫化物纳米球的活性模板合成及其光学性能研究    刘金库,吴庆生,丁亚平,余意

新型纳米氧化钨的近红外吸收性能    徐磊;夏海平;

纳米TiO_2的特性    李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹

影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施    任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹

烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究    钱翼清,赵平,王卫华

纳米材料及其在工程塑料改性中的应用    王孝军,杨杰,龙盛如

纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究    刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江

环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究    惠雪梅,张炜,王晓洁

防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究    安骏,吴海霞,辛寅昌

选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究    郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋

树脂纳米铈防辐射复合材料的制备及其性能研究    安骏;刘吉华;辛寅昌;

纳米材料的现行测量技术    郭冬勇,赵德国

电沉积银纳米膜的光学性质研究    乐士儒;栾野梅;安茂忠;

用高应变率大应变载荷制备纳米晶铜试件    杨黎明;VPW Shim;陈锋;龚明;

爆炸加载制备纳米晶铜实验研究    王金相;张晓立;王经涛;赵铮;

爆炸载荷下纳米晶铜晶粒度分布及影响因素研究    王金相;周楠;赵铮;王小绪;杭逸夫;

纳米粒子的表面改性研究进展    李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;

纳米材料研究及其应用    李星国;

含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究    张永文;陈英;

纳米材料在丝绸文物保护上的应用    王敏;

防水透湿织物上碳氟膜的纳米结构及均匀性的初步研究    王东;路建军;齐宏进;

纳米SiO_2的制备方法及应用    高惠;杨俊玲;

几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究    谭淑媛

金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究    王德广

ZnO纳米阵列的制备和稀土掺杂工艺及其发光性能的研究    赵世华

分子发光与纳腔等离激元共振之间的相互调制研究    张杨

硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征    周红洋

石墨烯和荧光碳纳米颗粒的制备及其电化学特性的研究    杜海军

聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究    张贵军

天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究    王文涛

湿热地区通信基站建筑节能设计策略与技术    陈沂

金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究    于晓慧

纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能    张旭

二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究    李艳冰

铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备    齐天骄

锑基纳米材料的水热法制备及表征    王青尧

线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究    田维亮

多端耦合量子点体系量子输运特性的研究    尹永琦

稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究    谭鑫鑫

贵金属及其合金/碳纳米管复合材料的制备与表征    甘自保

(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究    赵紫军

一维纳米材料的静电纺丝法制备、表征及性能研究    薛江

超声波—直接沉淀法制备CuS纳米溶胶    王二兰;陶庭先;辛后群;

CuS/Cu~(2+)和ZnS/Zn~(2+)纳米溶胶的合成与光学性质的研究    许发功,陈红旗,王家亮,刘宇杰,汪乐余,王伦

纳米材料的合成与制备进展研究    邵庆辉,古国榜,章丽娟,李新军

超声化学法合成金属硫族半导体纳米材料    朱俊杰

微波介电加热合成半导体CuS纳米粒子    廖学红,杨水彬

国内外镀膜玻璃生产现状及发展趋势    郭明

低辐射玻璃——21世纪节能环保玻璃    杜震宇

低辐射镀膜玻璃的现状及展望    刘起英,汪建勋,陈华,刘军波,孔繁华,应益明

表面激元共振传感器的发展及应用    张征林,刘凌云,陆祖宏

过渡金属硫化物催化剂上SO_2的还原    胡大为,秦永宁,马智,韩森

反射近红外辐射涂料的研究    李延升

固相反应制备纳米氧化铜    谭绩业,邹凡

YAG纳米粉体制备的研究进展    高新睿,王介强,姜奉华,郑少华,于庆华

氢氧化锶纳米粉体的制备与表征    冯秀丽,王公应

纳米Si_3N_4与TiC_7N_3混合悬浮液性质研究    邹斌,黄传真,刘炳强,谷美林

共沸蒸馏法制备TiO_2、SnO_2纳米粉体    钱红梅,吴杰颖,李燕,郝成伟

上转换材料纳米颗粒的制备及其性能表征    王婷,王悦辉,石士考,李勃,周济

低温自蔓延燃烧法制备纳米Sm_2O_3    薄丽丽,杨武,倪刚,何晓燕,吕维莲

溶胶-凝胶法制备纳米复合永磁材料SrFe_2 O_5    曹魁;车如心;高军;高宏;

溶胶-凝胶法低温合成BaTiO_3基纳米粉体    郑占申;曲远方;沈毅;李晓雷;李子成;

冷冻干燥法制备氢氧化铜纳米粉    刘军;徐成海;窦新生;

国内纳米粉体现状、发展及趋势    施利毅;

溶剂热法合成二硫化钴(CoS_2)纳米粉体    段鹤;郑毓峰;张校刚;孙言飞;董有忠;

纳米SiO_2/环氧树脂复合材料制备及性能研究报告    黄璜;

Sc_2O_3：Yb、Sc_2O_3：Nd纳米粉体的制备和发光    肖进;张庆礼;邵淑芳;刘文鹏;丁丽华;殷绍唐;

低成本新法制备ATO纳米粉体    白中胜;刘丹;陈云;宁光辉;许磊;

纳米粉体材料的制备与应用发展现状    李春忠;胡彦杰;

纳米粉体用于工业催化的问题探讨    周红军;宋红梅;吴全贵;

水热合成羟基磷灰石(HA)纳米粉体的研究    徐光亮;聂轶霞;赖振宇;

利用液液萃取技术从氟碳铈矿硫酸浸取液中直接制备高纯CeF_3纳米粉体    李红飞;国富强;李德谦;

聚合物前驱体法制备铌酸钾锂粉体的研究    陈俊;公衍生;王传彬;沈强;张联盟;

美研发出可食用的纳米化合物    常丽君

新技术制备导电纳米粉体    

合成纳米粉体法国际领先    记者 李颖

嘉维化工重拳出击纳米领域    记者 邱登科

高电导率纳米粉体 及制备方法获专利    于洋　记者 李泳沩

纳米粉体表面改性技术有待提高    董小雷

嘉维化工打造百万吨级纳米粉体“航母”    栗鸿儒

纳米产业化瓶颈有待突破    束洪福

南风化工 化工龙头 三阳开泰    新升资讯

南风化工 化工龙头    新升资讯

钨酸盐微/纳米粉的制备及其防腐应用研究    宋祖伟

纳米粉体对ZrB_2基超高温陶瓷的制备及性能影响研究    侯杨

电爆炸金属丝制备纳米粉体的研究    毛志国

Ni-Cu合金纳米粉的制备及其性能研究    宋爱君

气体放电导入电流的丝电爆制备纳米粉方法研究    毕学松

钛酸钡（铅）系列纳米粉体的制备方法与相变机制研究    彭秧锡

用于稀土离子掺杂发光的Al_2O_3基质材料研究    石涛

TiO_2基纳米材料光催化还原CO_2研究    卫静

ITO、AZO靶材用纳米粉体的制备与Ⅲ-Ⅴ族半导体合金薄膜的生长研究    曹雪

透明导电锡基氧化物纳米粉体的制备及应用研究    刘世民

用于高效太阳能热屏蔽纳米化合物近红外吸收材料的研究    徐磊

氯磺化聚乙烯/改性化合物K复合材料的制备与性能研究    张军

氧化铝纤维对牙科纳米复合氧化锆陶瓷的性能影响的研究    李明华

连续有序动态微液团混合法制备掺镧改性钛酸钡及钇铝石榴石纳米粉体的研究    高薇

混合碱合成BaTiO_3及掺杂纳米粉体与BaTiO_3陶瓷性能研究    范战彪

水热法制备钛酸铋钠基纳米粉体及其介电性能的研究    林玫

Ce_（1-x）Nd_xO_（2-x/2）固溶体纳米粉体的低温燃烧合成研究    高勇

纳米粉体制备及其对棉织物抗紫外整理的研究    杨甫生

掺杂铬酸镧超细粉体的制备及低温烧结    张邦强

超临界CO_2制备金属氧化物纳米粉体应用研究    宋运涛