本文關(guān)鍵詞：玻璃微珠表面納米二氧化鈦薄膜包覆及其隔熱性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們對居住環(huán)境舒適度要求的越來越高,采暖與制冷裝置越來越普及,建筑節(jié)能日益受到人們的關(guān)注。提高建筑物的保溫隔熱性能是一種重要的建筑節(jié)能措施。反射隔熱涂料作為一種新型的建筑材料,不僅能起到裝飾美化的作用,還具備良好的隔熱效果,能有效提高南方炎熱地區(qū)夏季室內(nèi)的舒適度,降低建筑物空調(diào)能耗。反射隔熱涂料的關(guān)鍵技術(shù)在于反射隔熱顏料的制備。粉煤灰空心玻璃微珠具有中空結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸小、質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫效果好,Ti O2具有折射率大、對近紅外線反射率高的特點(diǎn)。如在玻璃微珠表面包覆一層納米Ti O2薄膜,可以使其同時具備良好的隔熱性能和高的近紅外反射率,制備出一種集阻隔隔熱和反射隔熱功能于一體的復(fù)合隔熱材料。目前在制備玻璃微珠-Ti O2復(fù)合顆粒方面仍存在一些未妥善解決的難題,主要表現(xiàn)為玻璃微珠表面二氧化鈦薄膜包覆率低、薄膜包覆不均勻,易出現(xiàn)游離二氧化鈦等,既影響隔熱效果,也造成大量的二氧化鈦浪費(fèi)。這主要與玻璃微珠的表面特性有關(guān),因此研究不同的包覆方法、不同的玻璃微珠表面預(yù)處理技術(shù)就顯得尤為重要。本文分別用溶膠-凝膠法和非均相沉淀法在玻璃微珠表面包覆納米Ti O2薄膜,研究溶膠-凝膠法中的鈦鹽濃度、p H值、靜置時間、煅燒溫度等反應(yīng)條件對包覆效果的影響;非均相沉淀法中預(yù)處理方式對玻璃微珠表面組成、微結(jié)構(gòu)和二氧化鈦薄膜包覆的影響,并對包覆過程和包覆機(jī)理進(jìn)行了探討,最后對所制備的樣品的隔熱性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明:(1)溶膠-凝膠法制備Ti O2-HGM過程中,溶膠靜置時間延長,包覆率提高,包覆均勻性降低。鈦鹽濃度影響薄膜的連續(xù)性,鈦鹽與乙醇摩爾比在15~20范圍內(nèi)成膜效果好。p H值影響溶膠的穩(wěn)定性,適宜的溶膠p H范圍為2~4。凝膠在600℃煅燒轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦礦型二氧化鈦。(2)非均相沉淀法制備Ti O2-HGM過程中,HF、Na OH、Ca(OH)2對玻璃微珠預(yù)處理,玻璃微珠表面Ti O2包覆率和均勻性提高。表面活性劑預(yù)處理玻璃微珠后其表面Ti O2薄膜的均勻性提高。用Ca(OH)2對玻璃微珠進(jìn)行預(yù)處理,表面有CSH生成,該層物質(zhì)能有效抑制Ti O2薄膜煅燒開裂。Ca(OH)2預(yù)處理24小時可以得到包覆率最高、表面無裂紋、保溫隔熱效果好的樣品。(3)HF、Na OH、Ca(OH)2對玻璃微珠預(yù)處理后,玻璃微珠的比表面積提高和Zeta電位下降。玻璃微珠與Ti O2.n H2O帶同種電荷,靜電排斥,不利于包覆,玻璃微珠與Ti O2.n H2O帶異種電荷,靜電吸引,促進(jìn)包覆。玻璃微珠表面包覆Ti O2受到玻璃微珠的比表面積和Zeta電位共同影響。二氧化鈦在玻璃微珠表面沉積過程表現(xiàn)為層狀生長模式。(4)將Ti O2包覆在玻璃微珠表面其隔熱效果要優(yōu)于Ti O2與玻璃微珠直接混合。溶膠-凝膠法制備的Ti O2-HGM在8.2%的Ti O2包覆率下,隔熱溫差為11.8℃。非均相沉淀制備Ti O2-HGM最大包覆率為28.6%,隔熱溫差為27.6℃。
【關(guān)鍵詞】：反射隔熱涂料 空心玻璃微珠 二氧化鈦 預(yù)處理 非均相沉淀法 隔熱性能
【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】：2015
【分類號】：TU551
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 太陽能反射隔熱涂料11-13
• 1.2 TiO_2 的特性及應(yīng)用13-14
• 1.3 空心玻璃微珠特性及應(yīng)用14-17
• 1.3.1 空心玻璃微珠分類及應(yīng)用14-15
• 1.3.4 玻璃微珠表面功能薄膜的包覆15-17
• 1.4 玻璃微珠表面包覆TiO_2 薄膜的制備方法17-22
• 1.4.1 溶膠-凝膠法17-18
• 1.4.2 非均相沉淀法18-22
• 1.5 本文研究目的、意義及內(nèi)容22-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及器材24-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法27-28
• 2.3 測試與表征28-32
• 2.3.1 比表面積測試28
• 2.3.2 熱分析28
• 2.3.3 X射線衍射分析28-29
• 2.3.4 Zeta電位29
• 2.3.5 掃描電子顯微鏡29
• 2.3.6 紫外-可見光-近紅外分光光度計(jì)29
• 2.3.7 包覆率測試29-30
• 2.3.8 隔熱性能測試30-32
• 第三章 溶膠-凝膠法制備玻璃微珠-TiO_2的研究32-42
• 3.1 包覆產(chǎn)物分析32-34
• 3.2 不同鈦鹽濃度對包覆效果的影響34-35
• 3.3 不同pH值溶膠的包覆效果分析35-38
• 3.4 不同靜置時間的包覆效果分析38-39
• 3.5 不同煅燒溫度的包覆效果分析39
• 3.6 玻璃微珠-TiO_2 近紅外反射性能39-40
• 3.7 本章小結(jié)40-42
• 第四章 非均相沉淀法制備玻璃微珠-TiO_2的研究42-69
• 4.1 HF溶液預(yù)處理42-45
• 4.1.1 HF溶液處理對玻璃微珠組成和微結(jié)構(gòu)的影響42-44
• 4.1.2 HF溶液處理對玻璃微珠表面包覆納米TiO_2 的影響44-45
• 4.2 NaOH溶液預(yù)處理45-49
• 4.2.1 NaOH溶液處理對玻璃微珠組成和微結(jié)構(gòu)的影響45-48
• 4.2.2 NaOH溶液處理對玻璃微珠表面包覆納米TiO_2 的影響48-49
• 4.3 Ca(OH)_2 溶液預(yù)處理49-54
• 4.3.1 Ca(OH)_2 溶液處理對玻璃微珠組成和微結(jié)構(gòu)的影響49-52
• 4.3.2 Ca(OH)_2 溶液處理對玻璃微珠表面包覆納米TiO_2 的影響52-54
• 4.4 表面活性劑預(yù)處理54-56
• 4.5 玻璃微珠表面包覆二氧化鈦薄膜過程及機(jī)理研究56-67
• 4.5.1 非均相成核機(jī)理56-57
• 4.5.2 Ti_(4+)水解機(jī)理57-58
• 4.5.3 水合鈦離子包膜空心玻璃微珠的的機(jī)理58-65
• 4.5.4 水解產(chǎn)物TiO_2·H_2O在玻璃微珠表面的包覆過程的研究65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-69
• 第五章 玻璃微珠-TiO_2隔熱性能的研究69-77
• 5.1 不同預(yù)處理方式制備的樣品保溫隔熱性能的影響69-74
• 5.2 不同制備方法對樣品保溫隔熱性能的影響74-75
• 5.3 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果83-84
• 致謝84-85
• 附件85

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：玻璃微珠表面納米二氧化鈦薄膜包覆及其隔熱性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：368117