【摘要】：在玻璃門窗上涂覆透明隔熱涂層,可合理調(diào)控進入建筑內(nèi)部的太陽能量,有效降低建筑的空調(diào)能耗和減少由使用空調(diào)產(chǎn)生的二氧化碳排放,達到節(jié)能減排的效果。而納米鎢青銅(M_xWO_3)材料因其具有較大的禁帶寬度和高載流子濃度等性質而具有較好的透明隔熱特性,且價格低廉,不含毒性元素,有望替代氧化錫銻(ATO)和氧化銦錫(ITO)等材料,應用于透明隔熱涂料中。以W粉、H_2O_2、CsCl為原料,采用溶膠-凝膠法合成銫鎢青銅粉體,探究了不同反應物銫鎢原子物質的量比R、分散劑以及不同煅燒條件對所制銫鎢青銅結構性能的影響,采用X-射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線能譜儀(EDS)、X-射線光電子能譜儀(XPS)、紫外/可見/近紅外光譜儀等儀器對所合成的產(chǎn)物物相、微觀結構、元素成分和光學性能進行表征。結果表明:反應物銫鎢原子物質的量比為0.33、分散劑為PEG-600、600℃下煅燒2h,可合成結晶性、分散性、透明隔熱性能均較好的Cs_(0.30)WO_3粉體,其以寬度約為50nm的納米棒為主;初步所制Cs_(0.30)WO_3涂層最高可見光透過率和近紅外阻隔率分別約為84%和68%。另外,XPS表明不同價態(tài)W之間的d-d電子轉移為Cs_(0.30)WO_3粉體的近紅外屏蔽性能提供了一定幫助。研究了銫鎢青銅的晶體生長動力學,可知銫鎢青銅晶體生長動力學指數(shù)n=4;在500℃~800℃煅燒過程中,銫鎢青銅晶體生長的表觀活化能為143.17kJ/mol。采用物理-化學結合的方法制備了Cs_(0.30)WO_3漿料。為了提高Cs_(0.30)WO_3漿料的穩(wěn)定性,探究了分散介質、機械分散方法、分散時間、分散劑種類和分散劑用量等對漿料穩(wěn)定性的影響。結果表明:以水為分散介質、PEG-400用量為粉體質量的5%,砂磨分散6h時,Cs_(0.30)WO_3漿料穩(wěn)定性較好,漿料中Cs_(0.30)WO_3粒子粒徑約為124nm。采用機械共混法將Cs_(0.30)WO_3漿料、有機樹脂和適量助劑相混合,制備了Cs_(0.30)WO_3透明隔熱涂料,采用淋涂法制備了Cs_(0.30)WO_3透明隔熱涂層。探究了成膜劑對涂料穩(wěn)定性的影響;研究了Cs_(0.30)WO_3漿料含量、Cs_(0.30)WO_3透明隔熱涂層厚度對涂層力學性能、光學性能、隔熱性能的影響。結果表明:成膜劑為聚碳酸酯樹脂,Cs_(0.30)WO_3漿料含量為40%,涂層厚度為1層(0.016mm)時,涂料穩(wěn)定性和涂層性能較好。其中,涂層附著力為0級,硬度為3H,涂層最高可見光透過率和近紅外阻隔率分別約為77%和83%,近紅外吸收往短波長方向移動,說明近紅外屏蔽波長范圍變廣和效果更好;自制設備測得有效降低溫度約16℃,導熱系數(shù)由0.9990W/(m·K)降至0.6365W/(m·K),說明涂層存在一定的隔熱效果。此外還對不同功能涂層的光學性能進行了對比研究,可知自制納米Cs_(0.3)WO_3透明隔熱涂層光學性能更好,近紅外屏蔽波長范圍更廣,能阻隔750~2500nm的近紅外光。且自制銫鎢青銅透明隔熱功能涂層具有較好的力學性能和透明隔熱效果,具有較好的應用價值和市場前景。
【圖文】：

且不能用小整數(shù)比來表示，所以稱為非化學計量化合物。MxWO3（0<x<1）中 M元素可為堿金屬、氫、稀土金屬、鈣、鍶、鋇、銅、銀、銨等[6]，也能用鉬、鈦、鉭、鋯、鈮等[7]金屬代替其中的鎢以生成鈮青銅、鉭青銅等其他青銅，此種化合物具備良好的物理與化學特性，如高電子電導率和快離子傳輸特性等，是一種低溫超導體。非化學計量化合物因為存在晶格缺陷等而具有一些特殊的物理及化學特性，研究此種物質，為制備無機納米新型材料開拓了較廣的領域。鎢青銅有著豐富的空間隧道結構，，可依照晶體間隙結構的不同進行分類，鎢青銅結構可分為立方鎢青銅、四方鎢青銅以及六方鎢青銅[8]。按照晶體間隙的填充情況，鎢青銅晶體可劃分為完全充滿型、充滿型、未充滿型。堿鎢青銅實質上是由堿金屬填入鎢氧八面體共點連接所構成的六方通道中所形成的填隙固溶體氧化物，其晶體結構圖[8]見圖 1。其晶體結構中存在 1-x 個空缺，為了保持晶體結構的電中性，每填入一個堿金屬離子，則相應的有一個 W6+轉變?yōu)?W5+，使堿鎢青銅具備多種物理與化學性質，以致其可被應用于電學、光學等多種領域。

銫鎢青銅納米粉體的制備、性能及應用研究量方面起到了一定的效果。由式（3）可知，ωp與 n 成致由等離子體引起的近紅外屏蔽向短波長方向挪動。收外吸收又被認為是小極化子作用[31]引起的吸收。Schir3中載流子被束縛于鎢位置上且對四周晶格產(chǎn)生極化作Ｗ5+和 W6+位置間跳躍時會吸收近紅外光。銫鎢青銅對31]如圖 2 所示。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ637

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 羅群;;納米材料制備方法[J];廣東化工;2015年20期

2 郭娟;盧喜鳳;郜超軍;侯曉強;;元素A對鎢青銅A_xWO_3晶體結構的影響[J];功能材料;2015年17期

3 郭娟;郜超軍;朱志立;楊立紅;董成;;鉀鎢青銅K_xWO_3的晶體結構和電輸運特性研究[J];低溫物理學報;2014年04期

4 徐朝鵬;王永貞;張偉;王倩;吳國慶;;Tl摻雜對InI禁帶寬度和吸收邊帶影響的第一性原理研究[J];物理學報;2014年14期

5 姜秀平;高艷陽;弓巧娟;王帥;趙雅麗;;CTAB對溶膠-凝膠法制備納米ZnO形貌的影響[J];應用化工;2014年05期

6 王雪晴;楊建參;劉山宇;李炳山;;仲鎢酸銨的熱分解過程研究[J];中國鎢業(yè);2014年02期

7 林云蕓;顧文斌;顧曉棟;邵嘉悅;李浩業(yè);陳培;;玻璃表面用納米ATO透明涂層的隔熱性能研究[J];玻璃與搪瓷;2013年05期

8 冉光旭;樂松;;球磨固相反應法制備鎢青銅K_(0.27)WO_3[J];人工晶體學報;2013年03期

9 石嘉宇;譚艷;蘇澤飛;潘亞美;林俊君;呂維忠;萬軍鵬;;納米ITO水性漿料分散性能的影響因素研究[J];廣州化工;2013年01期

10 黃旭珊;黃希;譚艷;呂維忠;羅仲寬;宋力昕;;水熱法制備納米鉍摻雜氧化錫粉末（英文）[J];稀有金屬材料與工程;2012年S3期

相關博士學位論文 前3條

1 劉建元;燒結過程中微觀結構演變行為的Monte Carlo模擬[D];中南大學;2011年

2 李寧;建筑玻璃隔熱涂料研究[D];華南理工大學;2010年

3 劉述忠;納米摻銻氧化錫（ATO）粉體制備及其漿料穩(wěn)定性[D];昆明理工大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 李培禮;雙組分水性聚氨酯的制備與性能研究[D];南京理工大學;2017年

2 蘇澤飛;La-Yb共摻雜二氧化錫納米粉體的制備、表征與性能研究[D];深圳大學;2015年

3 薛維玲;ITO透明隔熱涂料的制備及其性能研究[D];深圳大學;2015年

4 譚權;高穩(wěn)定性納米氧化錫銻漿料和透明隔熱涂料的研制[D];湖南大學;2014年

5 羅嘉宇;M_xWO_3鎢青銅制備及性能研究[D];大連工業(yè)大學;2014年

6 徐強;Cs_(0.33)WO_3粉體制備及透明隔熱涂料的研制[D];大連工業(yè)大學;2014年

7 劉威;半導體單晶-凝膠復合材料的研究[D];浙江大學;2015年

8 韓太亮;納米氧化錫銻粒子及水性透明隔熱玻璃涂料的制備[D];華南理工大學;2013年

9 陸扣留;納米ATO/水性PU隔熱涂料制備與性能研究[D];杭州電子科技大學;2012年

10 胡亞萍;共濺法WO_3：Ti薄膜的制備及光學氣敏性能研究[D];重慶師范大學;2012年

本文編號：2628168