| 题名 | CuCoMnO 光谱选择性吸收涂层的制备及性能研究 |
| 作者 | 于红超 |
| 学位类别 | 理学硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05-19 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 刘刚 |
| 关键词 | 太阳能 光谱选择性吸收涂层 CuCoMnOx 颜料 喷涂法 溶胶-凝胶法 Solar energy Spectrally selective coatings CuCoMnOx pigment Spraying method Sol-gel method |
| 学位专业 | 有机化学 |
| 中文摘要 | 随着能源和环境问题的日益突出，世界各国都将目光转向了可持续能源的 开发及利用。太阳能热利用技术成为最终解决化石能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径之一。而光谱选择性吸收涂层是太阳能热利用系统中的关键材料，对提高光热转换效率，大规模推广太阳能光热应用起着重要的作用。本文总结了太阳光谱选择性吸收涂层的作用机理和制备方法，全面综述了国内外太阳光谱选择性吸收涂层的最新研究成果，成功制备出了 CuCoMnOx 吸收涂层，并对涂层的光谱选择性、机械性和耐候性做了分析。 本文分别采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备 CuCoMnOx 颜料，采用喷涂法和溶胶-凝胶法制备 CuCoMnOx 太阳能选择性吸收涂层。研究了影响颜料和涂层性能的主要因素。涂层的吸收率αs 和发射率 εT 分别由 Perkin Elmer 公司生产的Lambda 950 紫外/可见/近红外分光光度计(配有150mm积分球)和Bruker公司的TENSOR 27 型红外光谱仪(配有A562-G/Q积分球)测定。其详细研究内容如下： 1. 采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备CuCoMnOx 颜料，研究发现，柠檬酸在合成CoMnCuOx 颜料的过程中，一方面作为络合剂和金属离子形成稳定络合物，另一方面作为还原剂与金属硝酸盐发生氧化还原反应，并放出大量热量使燃烧自发快速进行，直到反应完全。此外，研究了溶液pH值、反应温度、煅烧温度的影响，结果表明最佳的制备条件是：溶液pH值为6.5，反应温度为65 °C，煅烧温度为600 °C。 2. 以 CuCoMnOx 作为颜料，以丙烯酸改性聚氨酯作为粘结剂，采用喷涂的方法制备 CuCoMnOx 涂层，研究了颜基比、球磨时间、温度、底材和膜层厚度等因素对涂层光热性能的影响。实验结果表明，颜基比为3:1，球磨时间为9~12 h，铝作底材，膜层厚度为1.9 μm时所得涂层的吸收率αs=0.936，发射率εT =0.312，αs /εT=3.0。经测定涂层具有较强的机械性能、耐腐蚀性能和耐候性能。 3. 采用溶胶-凝胶技术通过浸渍提拉法制备CuCoMnOx 涂层，研究了溶胶浓度、提拉速度、镀膜层数和热处理温度对涂层性能的影响。实验结果表明，溶胶浓度太大形成的涂层过厚，涂层容易发生龟裂，溶胶浓度太低，提拉很难形成均匀的涂层，最佳的溶胶浓度为0.10 mol/L；提拉速度也是影响涂层厚度的关键因素，提拉速度越大，涂层越厚，涂层质量越差，考虑到涂层的选择吸收性，确定最佳的提拉速度为200 mm/min；镀膜层数的变化也会影响涂层的性能，单次提拉所得涂层的选择吸收性能最好，增加镀膜层数不利于其选择吸收性能的提高；涂层吸收率随热处理温度升高而增大，温度升高到500 °C时膜层吸收率为0.860，温度继续升高涂层吸收率无明显变化。 |
| 公开日期 | 2013-04-02 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2877]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_环境材料与生态化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于红超. CuCoMnO 光谱选择性吸收涂层的制备及性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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