固相法和熔盐法制备铯钨青铜纳米粉体及其光学性能的研究

发布时间：2020-10-14 08:36

　　 在我国社会总能耗中,建筑能耗约占总能耗的1/3,其中玻璃造成的能耗约占全部建筑总能耗的40%,因此建筑玻璃节能技术受到了普遍的关注。目前常用的建筑玻璃节能技术主要包括低辐射型节能玻璃、低传导型节能玻璃以及透明隔热涂层玻璃。其中,因为透明隔热涂层玻璃具有高的可见光透过率、良好的红外遮蔽性能、成本低和对环境友好等优点,因此成为当代节能玻璃研究的主要对象。在透明隔热材料中,钨青铜材料廉价无毒,且同时存在等离子共振与小极化子两种红外光吸收机制,对太阳光的整个红外波段都有很好的遮蔽效果,是目前性能最佳的隔热材料。目前制备钨青铜常用的方法有溶剂热法和水热法。其中,溶剂热法存在有机溶剂有毒、成本高和易挥发等缺点;水热法的反应时间较长;同时两种方法都存在产量过低的问题。传统的固相法具有生产速度快、产量大和产率高等优点。本文采用传统固相法制备铯钨青铜(Cs_xWO_3),研究了退火温度对产物物相、微观结构及光学性能的影响。为了进一步降低反应温度,本文采用熔盐法制备Cs_xWO_3。在熔盐法反应过程中,熔盐变成液态时不仅可以加速传质过程,使反应速度加快,缩短反应时间,还可以隔绝反应过程中的空气,因此,熔盐法可以实现钨青铜材料的低温免气氛制备。本文探讨了熔盐法制备的Cs_xWO_3的微观结构、反应机理和光学性能。主要研究的内容及其结论如下:(1)以氢氧化铯(CsOH·H_2O)为铯源,钨酸(H_2WO_4)为钨源,钨粉(W)为还原剂,通过固相法制备了Cs_xWO_3纳米粉体,研究了退火温度对纳米粉体的影响。实验测试结果表明,当退火温度为500°C时,产物Cs_xWO_3的结晶度低,当温度升高至600、700、800°C时,产物具有很好的结晶度。SEM测试结果表明,在退火温度为800°C时,产物的尺寸较大,不利于后续的二次处理。光学性能测试结果表明,样品在可见光基本相同的情况下(60%左右),600°C制备的Cs_xWO_3红外光遮蔽性能最好,其红外遮蔽值为90%。综上分析,退火温度为600°C是本文制备Cs_xWO_3最合适的温度。(2)由于传统固相法反应温度过高且需要气氛,为了节省生产成本,本章通过熔盐法在400°C大气气氛下,制备了Cs_xWO_3。反应原料和固相法相同,熔盐选用LiCl/KCl的混合盐。作者研究了熔盐法制备的Cs_xWO_3的微观形貌、热稳定性以及光学性能。实验结果表明,通过熔盐法制备的Cs_xWO_3为纳米棒状。热重测试结果表明,将原料和熔盐混合均匀后,当温度从室温升温到150°C时,反应物表面吸附水释放,到220°C反应物失去了结合水,在345°C熔盐LiCl-KCl开始熔化,加速反应物传质并隔绝空气,形成Cs_xWO_3。光学性能测试结果表明,Cs_xWO_3的可见光透过率高(54%),近红外遮蔽性能优异(94%)。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG146.11;TB383.3
【部分图文】：

图 1-2 太阳光能能量谱分布图[21]Fig. 1-2 Energy distribution of the solar spectrum阳的总辐射能量中，如图 1-2 所示，紫外光波段（200-380 nm）的能量约占的 5%；可见光波段（380-780 nm）能量约占总辐射能量的 43%；近红外光-2500 nm）约占总辐射能量的 52%[22]。其中可见光可以保证建筑内的视觉通太阳能总辐射能量中占一半以上的红外光线会引起很大的建筑能耗。而钨青在保证可见光透过，即不影响玻璃的视觉通透性的基础上，遮蔽近红外光，隔热效果，此外，还阻隔掉了短波长的紫外光，可以减少紫外线对人体的伤害有较为理想的光谱选择性。其紫外光遮蔽机理主要来源于钨青铜的本征吸蔽节能其机理分为两个方面：（1）局域表面等离子共振（2）小极化子吸收本征吸收

太原理工大学硕士研究生学位论文的光子被激发，越过禁带跃迁至导带，在导带形成自由电子，同时在价带中留于是就形成了电子-空穴对。光子波长和能量之间的关系式 1-2 为：E = hν = ≥ E 1-2其中，Eg 为禁带宽度，E 为光电子能量，h 为普朗克常量，ν 为光频率，c 为中传播速度，发生本征吸收的的光波波长小于等于 E / hc。MxWO3的禁带宽度在 到 2.8 eV 之间，小于太阳的光电子能量，因此，紫外光线基本透不过去。.3.2 局域表面等离子体共振

米尺寸的铵钨青铜就产生过热的效应，从而可以达到杀死癌细料料是指一系列的半导体催化剂材料。光催化原理是光催化剂经，变成了具有氧化还原性的物质，就可以用来净化污染物。料为禁带宽度在 2.5 eV 到 2.8 eV 之间的半导体，具有光催化组以六氯化钨、氢氧化铯、醋酸和乙醇作为原料，经过溶剂其光催化性能进行研究发现：用不同波长的光波将铯钨青铜到 CsxWO3对 2-巯基苯并咪唑（MB）的降解率相差很大。具完以后，CsxWO3对 MB 的降解率大约为 37%，在可见光和紫O3对 MB 的降解率均在百分之七十左右。MxWO3所具备的优催化材料领域中获得了研究者的关注。涂层
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本文编号：2840429