面向节能窗的复合膜材料按需构建及其红外性能研究

发布时间：2021-01-30 12:37

　　科技的发展促进了工业化规模的提升,但这也同时加剧了化石能源的消耗,由此产生的废气加剧了温室效应。全球气候温差大使得人们更依赖于调温电器,增加了能量消耗。因此,研究新型节能建筑材料、构建新型节能材料结构,对于减少能量消耗不仅具有重要的学术意义,还有着重要的实际应用价值。在节能建筑材料中,节能窗因其具有被动散热和辐射热管理等优点,备受研究者们的关注。因为太阳光辐射是直接影响室内温度的首要因素,而节能窗能够直接对太阳辐射能量进行调控、不需要消耗额外的能源。目前主要的节能窗研究均侧重于在可见光波段调控太阳辐射,虽然有明显的调控效果,但牺牲了人眼视觉范围内的可见度,不适用于日常生活需要。而太阳光在红外波段具有和可见光波段相当的辐射能量。因此,本文基于无机材料以及结合部分有机材料,着重于构建有序结构,主要研究了节能窗装置的光学性能,研究内容主要有以下三个部分:（1）氧化锌纳米棒/银杂化膜的制备及其红外性能研究以氧化锌为原材料,通过种子溶液法、旋涂煅烧法以及水热法,构建具有有序阵列结构的氧化锌纳米棒,采用简单方便的银镜反应在其表面负载银纳米颗粒。所制备的氧化锌纳米棒/银杂化膜涂层在可见光波段展现出6... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

建筑能耗占总能耗的比例

江苏大学硕士学位论文3图1.2光谱显示(a)四种不同温度下的黑体辐射；(b)地球大气外部的太阳辐射；(c)整个大气层的典型吸收率；以及(d)人眼的相对灵敏度Figure1.2Spectrashowing(a)black-bodyradiationforfourdifferenttemperatures,(b)solarirradiationoutsidetheearth’satmosphere,(c)typicalabsorptanceacrosstheatmosphericenvelope,and(d)relativesensitivityofthehumaneye.

江苏大学硕士学位论文5作为切入点展开研究，构建无机纳米叠层膜结构并对其红外发射率进行分析。其次，中国科学院上海硅酸盐研究所的高彦峰教授团队[33]、新加坡南洋理工大学的龙祎教授团队[34]，都是对二氧化钒材料的热致变色性能进行研究，且都取得了较为突出的结果。另外，还有许多的科学家团队对电致变色材料产生了浓厚的兴趣，并尝试将其应用在节能窗上，也取得了一定的成果。其中较为突出的是中国科学技术大学的俞书宏教授[35]、美国斯坦福大学的崔屹教授[36]等团队，均实现了电致变色材料涂层受到电刺激后产生可逆相转变，进而对外界摄入的太阳光能量进行调控。图1.3节能窗发展路线示意图Figure1.3Schematicdiagramofdevelopmentrouteofenergy-savingwindow1.4节能窗的分类随着科学技术的发展以及科技手段的创新，一些原本停留在理论设计阶段的材料能够实现制备的可能，因此可用于节能窗的材料也得到了极大的丰富和发展。从材料的性能来说，目前可用于节能窗的材料可主要分为透明热反射材料、致变色材料、有机材料、太阳能电池。1.4.1透明热反射材料透明热反射材料主要有三种：(i)单层金属薄膜如银、金、铜、铝[29,37]等；(ii)电介质/金属/电介质(DMD)结构如二氧化钛/金属/二氧化钛[38,39]、氟掺杂氧化锡(FTO)/银/FTO等；(iii)具有宽带隙的重掺杂半导体如氧化铟锡(ITO)[40]、FTO[41]等。这类材料都是在可见光波段保持透明，而在红外波段通过高反射率或低发射率实现调控太阳光能量达到辐射冷却的效果。Hu[42]等人证明了材料的反射率和发射率与材料的电阻率密切相关，而电阻率又取决于厚度和表面形态，因此金属


本文编号：3008913