【摘要】：在當前能源需求快速增長和環(huán)境問題日益嚴重的背景下,開發(fā)廉價而高效的能量轉化與儲存材料顯得尤為重要。光熱轉換材料是一類可將光能高效地轉換為熱能的功能材料,在太陽能光熱利用和光熱治療等領域得到廣泛的研究和應用。隨著納米技術的發(fā)展,金屬納米材料、半導體材料、碳材料等越來越多的材料被發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異的光吸收和光熱轉換性能,而且通過改變材料的化學組成、微觀尺寸、表面形貌等特征可以調(diào)控其光吸收的波段與強度。多孔結構的材料表面可顯著降低反射率,同時采用具有表面等離子共振吸收特性的非稀有金屬替代金、銀等貴金屬納米粒子,可降低材料成本�；诖�,本文采用陽極氧化和電沉積等方法,在鈦表面制備了鎳納米粒子復合二氧化鈦納米管陣列(Ni-NPs@TiO_2-NTA)、銅納米枝晶(Cu-NDs)、黑鎳等新型多孔光熱轉換材料,并研究了形貌和組成對光學性能的影響。主要的內(nèi)容和結果如下:(1)采用陽極氧化和電沉積法在鈦片表面制備了蜂巢狀的Ni-NPs@Ti O_2-NTA復合多孔膜。具有表面等離子共振吸收的Ni-NPs均勻沉積于TiO_2-NTA管壁上,通過硝酸銅溶液浸泡可降低Ni-NPs的粒徑至~40 nm并提高吸收率。厚度和沉積時間對光吸收率影響較大,而孔徑的影響不明顯。厚約2μm、孔徑約160 nm的Ni-NPs@TiO_2-NTA多孔膜的光吸收率可達96.83%。利用太陽能模擬器進行水加熱實驗,最高水溫可達66.5°C。(2)采用高電流密度的直流電沉積法在鈦片表面制備了高度分形和高孔隙率的Cu-NDs。具有表面等離子共振吸收和光陷阱效應的Cu-NDs的光吸收率達到94.89%,水加熱實驗中,最高水溫可達63.9°C。(3)采用陽極氧化和電沉積法制備了無取向的三維多孔鈦基Ni-NPs@TiO_2-NTA復合多孔膜;采用電沉積制備了三維多孔鈦基黑鎳涂層。兩種多孔材料的光吸收率分別達到95.65%和97.35%,水蒸發(fā)的轉換效率分別達到83.1%和87.0%。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.4

【參考文獻】

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4 王鼎;時雨;胡婧婷;劉宸;袁野;;太陽能熱發(fā)電技術綜述及其在我國適用性分析[J];電網(wǎng)與清潔能源;2016年09期

5 郝麗梅;閆小樂;陳志;;電沉積快速制備銅枝晶超疏表面[J];中國有色金屬學報;2016年09期

6 張小娟;李文星;;用于腫瘤光熱治療的納米材料研究進展[J];中國醫(yī)藥工業(yè)雜志;2016年08期

7 孫蒙蒙;王卓然;高衛(wèi)平;;納米材料在影像輔助的腫瘤光熱治療中的應用[J];中國醫(yī)療設備;2016年06期

8 任乃飛;林康;張志研;梁浩;高文焱;王奕博;林學春;;利用納秒激光提高銅表面吸光率的研究[J];中國激光;2016年03期

9 朱桂蓮;林天全;黃富強;;高性能黑色納米二氧化鈦材料研究（英文）[J];高等學�；瘜W學報;2015年11期

10 陳靜文;王悍;;納米材料在腫瘤光熱治療中的研究進展[J];中華生物醫(yī)學工程雜志;2015年04期

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本文編號：2756933