發(fā)布時間：2020-08-07 02:09

【摘要】：經(jīng)濟的發(fā)展和城市建筑面積的增加會產(chǎn)生熱島效應(yīng),由此引發(fā)的能源消耗和環(huán)境問題日益突出。為了解決這些問題并實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,研制可降低建筑表面溫度的新型環(huán)保節(jié)能材料的工作逐漸引起重視。本文采用溶膠-凝膠法和共沉淀法分別制備了一系列的Bi_(i-x)La_xFeO_3,BiFe_(1-x)Al_xO_3/云母鈦,不同包覆率的BiVO_4/云母鈦,Bi_(1-x)Ce_xVO_4/云母鈦復(fù)合顏料樣品。通過X射線衍射分析儀(XRD)、高分辨掃描電鏡(FE-SEM)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)、紫外-可見-近紅外分光光度計(UV-vis-NIR)、色差儀(Lab)、熱分析儀(TG-DTA)、箱體模擬實驗等表征方式對顏料樣品的晶體結(jié)構(gòu)、微觀表面形貌、元素組分、顏色性能、近紅外反射性能、熱穩(wěn)定性和隔熱節(jié)能等性能進(jìn)行了測試、分析和評估。研究結(jié)果表明:(1)Bi_(i-x)La_xFeO_3(x=0.1,0.2,0.3,0.4)系列顏料在600°C結(jié)晶,顆粒大小均勻,粒徑約60nm。隨著La~(3+)取代BiFeO_3中Bi~(3+)含量的增加,樣品的顏色從深棕色變?yōu)榧t棕色,能隙值從2.24 eV降低到2.03 eV。粉末樣品的近紅外太陽反射率(53.8%-71.8%)和相應(yīng)涂層的近紅外太陽反射率(44.1%)均隨著La~(3+)摻雜量的增加而增加。(2)BiFe_(1-x)A1_xo_3/云母鈦復(fù)合顏料具有較高的近紅外反射率(57.3%-73.6%)、耐高溫(900℃)和耐化學(xué)穩(wěn)定性(△E*1)。Al~(3+)的摻雜幾乎不改變樣品的微觀結(jié)構(gòu),但改變產(chǎn)物的吸收限,即隨著Al~(3+)含量的增加,樣品的吸收限向短波方向移動,使其從533 nm移動到495nm,產(chǎn)物顏色由棕色逐漸變?yōu)槌壬?3)不同包覆率的BiV04/云母鈦樣品和Bi1-xCexV04/云母鈦樣品均展現(xiàn)出較高的粉末反射率和涂層反射率。模擬箱體實驗結(jié)果表明兩種顏料應(yīng)用在涂層上時分別降低箱體內(nèi)部溫度2.3 ℃和3.2 ℃,而降低涂層內(nèi)壁的溫度分別為4.5 ℃和12.2 ℃,這表明樣品涂層作為建筑表面材料使用時具有良好的隔熱性能,能夠減少熱量在建筑表面的積聚,降低室內(nèi)溫度。此外,理論計算結(jié)果表明這兩種顏料作為屋頂涂料使用時每年節(jié)約的電能分別為3.638 MWh和14.555 MWh,而節(jié)約電能的同時亦可以減少許多溫室氣體及有害氣體的排放。本文制備的一系列樣品具有作為建筑冷顏料使用的潛力,并且也符合當(dāng)代社會對無毒、環(huán)保、彩色顏料的要求,在熱反射無機顏料領(lǐng)域具有一定的研究價值。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ620.1
【圖文】：

測試方法：用陶瓷坩堝稱�。常跺澹鐦悠�，將盛有樣品的坩堝放入自動進(jìn)樣器，測試和分析。逡逑（６）樣品的化學(xué)穩(wěn)定性測試逡逑顏料的化學(xué)穩(wěn)定性通過顏料和酸溶液或堿溶液接觸后，顏料顏色的變色程度其化學(xué)穩(wěn)定性能。具體測試方法為先稱取適量的各顏料粉末，將它們與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ｈ２ＳＯ４、ＨＮ0３、Ｈａ和ＮａＯＨ混合攪拌３０ｍｉｎ，然后過濾烘干，測量顏料樣品的Ｌａ并計算樣品前后的色差值ＡＥ＇根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ＡＳＴＭＤ２２４４－０９ｂ，如果ＡＥ、２，那么顏的變化可以忽略，可以認(rèn)為該樣品具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。逡逑２．３熱反射性能評估及測試系統(tǒng)逡逑熱反射性能評估及測試系統(tǒng)是將粉末樣品應(yīng)用到涂層上，測試和評估其熱反射具體包括模擬箱體內(nèi)外的溫度及涂層表面的溫度分布。逡逑（１）涂層表面的溫度分布測試逡逑涂層表面的溫度分布通過紅外熱像儀（ＳＣ７００，邋Ｕ．Ｓ．邋ＦＬＩＲ）在暗室內(nèi)用紅（Ｐｈｉｌｉｐｓ，邋２５０邋Ｗ）照射相應(yīng)涂層得到，熱像圖的顏色反映了測試涂層表面溫度的相低。具體裝置圖如下：

圖３．３Ｂｈ＿ｘＬａｘＦｅ０３樣品在（１０１）邋（ａ）和（１１０）邋（ｂ）晶面的布拉格特征峰的移動圖譜逡逑３．２．２粒度和形態(tài)分析逡逑掃描電子顯微鏡照片主要用于觀察樣品中顆粒的分散情況以及顆粒的形貌。圖３．４逡逑為在馬弗爐６００邋°Ｃ煅燒４小時后得到的樣品ＢｉＦｅ０３和ＢｉＱ．７Ｌａ0．３Ｆｅ０３的ＦＥ－ＳＥＭ圖。從逡逑電鏡圖可以看出，合成的兩種粉末顆粒均勻，直徑約６０邋ｎｍ的球形顆粒，與ＸＲＤ分析逡逑獲得的粒徑大小相差不多。另外，樣品雖存在輕微的團聚現(xiàn)象，但摻雜Ｌａ３＋的ＢｉＦｅ０３逡逑和未摻雜的ＢｉＦｅ０３的形貌和顆粒尺寸差異不大，這意味著Ｌａ３＋的摻雜對ＢｉＦｅ０３系列樣逡逑品的微觀形態(tài)幾乎沒有影響。逡逑圖邋３．４ＢｉＦｅ０３邋（ａ）邋ａｎｄＢｉ0．７Ｌａａ３Ｆｅ０３邋（ｂ）粉末樣品的邋ＦＥ－ＳＥＭ邋照片逡逑能量色散Ｘ射線光譜（ＥＤＸ）用來分析估計表面元素的組成和分布。Ｂｉａ７Ｌａ0．３Ｆｅ0３逡逑顏料樣品的ＫＤＸ能譜圖和表面元素組成如圖３．５所示。從圖３．５ａ可以看出，Ｂｉ0．７Ｌａ0．３Ｆｅ0３逡逑的表面元素由０、Ｆｅ、Ｌａ和Ｂｉ組成，檢測到元素的實際含量與理論化學(xué)計量比沒有太逡逑２２逡逑

質(zhì)的顏色取決于該物質(zhì)對可見光區(qū)不同波長的光的吸收、反射、散射和折射。因此樣品逡逑通過選擇性吸收和反射不同波長的光使樣品最終呈現(xiàn)不同的顏色。反射回來的波長的光逡逑則是我們觀察到物體所呈現(xiàn)的顏色。由圖３．６中插圖可看到純的鐵酸鉍粉末為深棕色，在逡逑該波段下?lián)碛休^低的反射率，表明物體吸收了大部分可見光而使其呈現(xiàn)出深棕色；但隨逡逑著樣品中Ｌａ３＋摻雜含量的增加，顏料樣品的反射率有了不同程度的增加，其顏色逐漸變逡逑為明亮的紅棕色。這與圖３．６中插圖顏色一致。逡逑１００邋邐邐邐逡逑碌邋＊邐？邐４邐＿逡逑８０邋－邋ｘ＝0邐ｘ＝０．１邐ｘ＝０＿２邐Ｘ＝０‘３邐ｘ＝０．４逡逑０邋６０邋－逡逑Ｏ逡逑２０邐邐邐－邋Ｘ＝0－３逡逑￣邐”＝0．２逡逑：邐＾邐－邋ｘ＝０．１逡逑＞邐ｘ＝０逡逑Ｑ邋邐，邐｜邐，邐｜邐，邐｜邐｜邐逡逑３００邐４００邐５００邐６００邐７００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｎｉ）逡逑圖３．６Ｂｉ〗＿ｘＬａｘＦｅ０３邋（ｘ＝０，邋０．１，邋０．２，邋０．３，邋０．４）粉末顏料的紫外－可見漫反射光譜逡逑（插圖為合成顏料的光學(xué)照片）逡逑使用Ｋｕｌｂｅｋａ－Ｍｕｎｋ吸收函數(shù)公式（２．３）：逡逑Ｆ（／？）邋＝邋（１邋－邋ＲＹ／２Ｒ逡逑其中Ｒ是漫反射率，將光譜轉(zhuǎn)換成吸收光譜。得出Ｆ邋（Ｒ）與波長Ｘ之間的關(guān)系圖逡逑３．７。由圖３．７可以看出：隨著Ｌａ３＋摻雜量的增加

【參考文獻(xiàn)】

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4 黃尊行;林針欽;;雙覆層云母珠光顏料制備研究[J];貴州化工;2012年06期

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6 黃蘇萍;肖奇;;可見光響應(yīng)金屬氧化物光催化劑的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2009年13期

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5 趙敏春;高近紅外反射率無機顏料的制備及其性能研究[D];南京理工大學(xué);2014年

本文編號：2783311