發(fā)布時間：2020-05-06 20:50

【摘要】：我國建筑能耗占世界總建筑能耗比例逐年增長,以輻射制冷方式實現(xiàn)建筑物降溫節(jié)能已成為新的研究熱點。本文采用水熱法合成了多種亞磷酸鹽晶體材料,發(fā)現(xiàn)Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體同時具有高紫外可見近紅外反射率和高紅外發(fā)射率性能。通過XRD、SEM、FT-IR等測試方法對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵組成、微觀形貌以及相關(guān)性能進行表征,提出Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6具有高反射率和高發(fā)射率的理論解釋。以Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6為填料制備了輻射制冷功能涂層,并測試其實際降溫效果。研究結(jié)果表明:(1)亞磷酸鎂混合相在太陽光譜區(qū)(200~2500nm)的太陽輻射反射比高達94.60%,在紅外區(qū)(1~22?m)的發(fā)射率高達0.93,是較理想的輻射制冷涂層功能填料。(2)pH值是影響亞磷酸鎂兩種晶相生成的主要原因,當7pH8時Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶相開始出現(xiàn);8pH9時Mg(HPO_3)(H_2O)晶相消失。隨著pH值從5增加至10,產(chǎn)物顆粒形貌發(fā)生漸變,由納米線組成的顆粒變?yōu)轭愃苹ǘ湫螤?納米線由中心沿徑向輻射,轉(zhuǎn)變成表面布滿納米線結(jié)構(gòu)的球體,再變?yōu)橹虚g細兩端粗且有納米線結(jié)構(gòu)的啞鈴形狀,然后變?yōu)橐欢溯^為光滑,另一端仍有針狀納米線長條形,pH=10時針狀結(jié)構(gòu)幾乎消失,微粒呈短棒狀,此時樣品的太陽光譜區(qū)反射比和紅外發(fā)射率均達到最大值,分別為:95.19%、0.933。(3)Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體具有高反射率性能的原因主要有:Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體的光學(xué)禁帶寬度為6.06e V,大于可見近紅外光波吸收界限3.1eV;顆粒中的納米線結(jié)構(gòu)滿足瑞利散射條件;多層規(guī)則排列的納米線結(jié)構(gòu)增加了有效散射面積。Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體擁有較高發(fā)射率性能的原因主要有:Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體含有多種有紅外光譜區(qū)吸收活性的分子鍵;[HPO_3]四面體非對稱性優(yōu)于[PO_4]四面體;晶格中的空位和多樣的分子鍵鍵長導(dǎo)致較高的晶格應(yīng)力。(4)以Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體為功能填料,制成輻射制冷功能涂層。在白天太陽光輻射下,Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體涂層下的空氣溫度比商用太陽熱反射材料TiO_2和CaCO_3涂層下的空氣溫度低2~4℃,比高反射率鋁箔下的空氣溫度低6~8℃。在理想條件下,Mg_(11)(HPO_3)_8(OH)_6晶體涂層的輻射制冷功率可達45.36W/m~2。
【圖文】：

圖 1-1 大氣質(zhì)量為 1.5 地面法向直接日射光譜輻照度Fig.1-1 Direct normal and hemispherical solar irradiance for air mass 1.5輻射是建筑物熱環(huán)境的重要外擾，較大程度的影響著室內(nèi)環(huán)境的舒熱的夏季，強烈的太陽輻射使建筑物屋頂和外墻表面溫度大幅升高構(gòu)由屋頂和外墻表面?zhèn)鲗?dǎo)至室內(nèi)，成為室內(nèi)的冷負荷，從而增加了。高熱反射性能的建筑物外墻涂層，不需要消耗外界能源，可反射大到降低室內(nèi)溫度、改善舒適度等效果。而在涂料中起到關(guān)鍵作用的究頗受科研工作者們的關(guān)注[10]。表明，顏填料的熱反射性能主要受其折光指數(shù)、含量、粒徑等影響[6氧化鋅、氧化銻等都具有較高的太陽光譜區(qū)反射率性能，其中市場紅石型 TiO2，其折光指數(shù)高達 2.80[11]，是最常見的熱反射涂料功能]等以 TiO2為原料，制備出白色熱反射涂料，，將該涂料應(yīng)用于罐體表溫度低 6~7℃。李國棟[13]等采用溶膠-凝膠法制備 TiO2納米粉體材料

0.934 一氧化碳 0.00化碳 0.0322 氙 0.00 0.001818 氫 0.0 0.000114 水蒸氣、臭氧及其他雜質(zhì) 0.00前，人們通常將大氣窗口分為 2.0~2.5 m、3.2~5.0 m 以及 8~1實上，在不同的緯度的地方或者不同季節(jié)，大氣對紅外線的透上都會有一定的差異，而且在 16~20 m 處也有較好的透過性。同波長紅外線的透過率。可見大氣對波長處于 3~4 m、4及 17~20 m 段的紅外線都有較強的透過性，其中以 8~14 m 波段于地球表面的物體可以通過大氣窗口直接向外太空輻射紅外線
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB64

【參考文獻】

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本文編號：2651839