过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备
中科院科技成果——太阳能吸光颜料和光热转换涂层制备
中科院科技成果——太阳能吸光颜料和光热转换涂层制备项目简介
太阳能选择性吸附涂层是太阳能热利用中的关键技术,对提高集热器效率至关重要。
尖晶石型过渡金属氧化物(尖晶石型颜料)是一类重要的太阳能选择性吸热材料,具有适当的能隙Eg、能吸收能量较高的可见光和近红外范围的辐射,同时能透过能量较低的红外辐射。
中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研发中心研究人员通过溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制得尖晶石型过渡金属氧化物,将燃烧后的粉末在一定温度下煅烧得到黑色尖晶石型颜料,以此颜料为吸光剂采用简单涂覆法制备了具有较高选择性吸热能力的太阳能选择性吸热涂层。
该项技术于近日获得国家发明专利授权(以尖晶石型颜料为吸光剂制备太阳能选择性吸热涂料的方法,专利号:ZL201110260189.4)。
实验表明,该涂层具有较高的太阳能吸收率(0.95左右)和较低的发射率(0.10左右),可有效提高太阳能集热器的光热转换效率,而且该涂层具有良好的机械性能和较强的耐候性,使用寿命在25年以上。
制备工艺对Fe2O3-MnO2-CuO系常温红外辐射材料结构及发射率的影响
Ab t a t F r i p n l we es n h sz d b l w o l g s a p q e c i g a d n r l u n hn t o s s r c : e r e s i e s r y t e i e y s t o c o i , h r u n h n n o ma e c i g meh d n q
u de i e e e e au e . e o tmum e h c lc n ton r fe e fe h so to o f ce t n rd f r nttmp r tr s Th p i tc nia o di i swe e o r d a trt e dit ri n c e i in
和混合型结构的尖晶石,并且得 出在此温度 下的急冷处理得到的晶格畸变系数达到最大。 关键词:制备工艺;红外辐射;发射率;品格畸变系数 中图 分类号 :T 1 N29 文献标 识码 :A 文章 编号 : 10 .8 1 0 70.420 0 189 ( 0)807 .3 2
Efe t f e a a i n T c n l g e n Em isvt n t u t r f f cso p r t e h o o iso Pr o si iya d S r c u eo
维普资讯
第2 卷 第8 9 期 20 年 8月 07
红 外 技 术
I rr d c no o nfae Te h l gy
V 1 9 N0 8 o. 2 . Au . 2 0 g 07
Tb 4+掺杂Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4尖晶石红外辐射材料的合成
.
.
p a e sn e n .Mir s u t r n r r n e o a r t d e y XR a d HW F 1 i f r d r d a t h s i tr g i c o t c u e a d p f ma c f h t e s i d b D r e o t we u n ・ nr e i a a n
S n h ss o 4 Do e o Zn 4Ni 8Fe 2O4 y t e i fTb p d Co 6 o o 1
. . . .
I f a e d a tS i e a e il n r r d Ra i n p n lM t ra s
Z A G y l WE -a g H N f , g, N Diin j
射率测量仪测试 了材料 的微观 结构 。 了材料 的结构特征 与红 外辐 射性 能的关系 , 分析 发现 1 的掺 杂导致 1 ’ 以
一
定 的配位形 式进入 C¨Zo NoF 。0 尖 晶石体 系中 。 o n . i e2 4 . . . 。 并形 成 了有 限 置换型 固溶体结 构 。数据 分析 可知 , 温
o b .ti i o tn oifae e it i rp r e fmaeil a e ti mp rtr ,p sue a d f 4 I s mp r tt nrr d r a vt p e t so tr s tc ran t e au T a d i y o i a e e e r s r n h o tn ¨ te c ne t f b .T e ifae a it n p p re r ban esmpeo b 5 x iin e oT h rrdr da o re t saeo tie i t a l f 0. 0e h bt gt n i o i d nh T i h ifae a it i f0. 5 i e wh l a d 。a d if rd rda vt f0 9 n te b d ti nrrd rda vt o 7 n t 0e b n s n nr e a it i o . 2 i a s w h n i y h a i y h n i
辐射型隔热涂料的研究
按表 1表 2 、 配料, 在行星磨上湿混 lh取出烘干、 6; 研磨 , 20目 ; 过 0 筛 再将粉料放入高铝陶瓷坩埚 , 置于高 温实验电炉中, 1 o T保温 2 制备红外辐射材料 ; 在 1 ̄ 5c h 合成产物经粉碎 、 研磨、 20目 , 过 0 筛 得红外辐射粉料。 在表 3 所示隔热涂料的基本配方中添加所合成的红外辐射粉料制备辐射型隔热涂料。
摘 要 :以过 渡金属 氧化 物 F : Mn :为主要 组分 , 入 N O、 oO 、 u 通 过 固相 烧 结制备 红 eO O 掺 i C : 3C O,
外辐射材料 ; 优选发射率较 高的 A B试样与堇青石复合制备堇青石 一 、 过渡金属氧化物红外辐射材 料, 并将 制得 的红 外辐 射材 料作 为功 能填料 制备 辐射 型 隔热涂 料 , 并对 其 隔热机 理进 行 了探 讨 。研 究表 明 : 添加 4 w % 试样 B制 备 的堇 青石 一 渡金 属 氧化 物复合 红 外辐 射材 料 8—1u 的 红 外发 0t 过 4r n
—
隔热涂料能够以热发射的形式将吸收的热量辐射掉 , 从而促使涂层 内外以同样 的速率降温。由此可见 , 研制 辐射型隔热涂料具有显著优势和积极意义 。因过渡金属氧化物系列红外辐射材料具有复杂的反尖晶石相或
混尖晶石相 , J材料发射率较高 , 故本文利用掺杂原理和材料复合方法 , 研制在 8— 4 r具有高发射率 的过 1u n 渡金属氧化物系列红外辐射材料 , 并利用红外辐射材料作为填料制备辐射型隔热涂料。
射 率达 9 .% ; T H 为成 膜基料 , 54 以 B 添加 2O .g堇青 石 一过 渡金 属 氧化 物红 外辐射 材 料为 填料制备
过渡金属(氧化物)石墨烯传感材料的制备及应用研究
过渡金属(氧化物)/石墨烯传感材料的制备及应用研究金属-氧化物纳米材料具有高电化学活性、低氧化还原电位和良好的生物相容性,已广泛应用于传感、储能、催化和生物医学等领域。
然而,目前所制备的此类材料大多存在粒子尺寸大、分散性不佳和电子传导性差等缺点,致使材料固有的优异电化学性质还远远没有得到体现。
因此,开发具有尺寸结构可调、分散性好、导电性优异的电极材料,对促进电化学性能的整体提升具有重要意义。
针对传统电极材料粒径较大、比表面积小造成活性物质利用率低的问题,通过石墨烯量子点对过渡金属离子的“缓释作用”,建立以组氨酸功能化石墨烯量子点(His-GQD)调控纳米材料尺寸及结构的方法。
利用石墨烯量子点片边缘引入的咪唑功能基团与Cu2+生成稳定配合物,随后经缓慢氧化处理得到尺寸小且结晶度高的氧化铜-组氨酸功能化石墨烯量子点复合材料(CuO-His-GQD)。
石墨烯量子点与CuO的原位合成实现了p型半导体与n型半导体的巧妙结合,产生类似“p-n结”界面,使得CuO-His-GQD复合材料表现为更高的电催化活性。
以CuO-His-GQD为电极材料构筑对苯二酚传感器,采用差分脉冲伏安法(DPV)检测对苯二酚并在1.0×10-7~1.0×10-4 M浓度范围内表现出良好的线性关系,相应的回归方程为Ip=0.5753C+17.093,R2=0.999,检出限(S/N=3)为3.1×10-7 M。
在环境水样中测定时,CuO-His-GQD电极表现出优异的抗干扰和稳定性。
针对金属氧化物半导体电导率低的问题,建立以组氨酸功能化石墨烯量子点原位复合Ni2+的方法,构建具有三维网络多孔结构的纳米建筑。
在实现粒子尺寸调控的同时,将氧化后的Ni O-His-GQD复合物通过惰性气体高温热还原形成Ni-His-GQD。
一方面,Ni纳米粒子与His-GQD的亲密接触大大缩短了两种复合物之间的间隙,带来更快的电子迁移速度;另一方面,紧密接触形成的导体(Ni)/半导体(His-GQD)催化界面,能够产生类似Stokes二极管结构,加速了半导体内空穴载流子的迁移速率。
过渡金属氧化物纳米材料的制备与性能研究
过渡金属氧化物纳米材料的制备与性能研究近年来,纳米材料领域的研究取得了显著的进展。
其中,过渡金属氧化物纳米材料备受关注。
过渡金属氧化物是指由过渡金属元素和氧原子形成的化合物。
通过将其制备成纳米尺度的粒子,有望发展出更为优异的性能和应用。
一、制备方法过渡金属氧化物纳米材料的制备方法多种多样,常见的有溶胶-凝胶法、热分解法和水热合成法等。
溶胶-凝胶法是一种常用且简单的制备方法。
它首先通过溶胶法将过渡金属离子和氧离子分散在溶剂中,形成胶体;然后通过凝胶法使溶胶凝固成固体材料。
这种方法制备的纳米材料具有高比表面积和优异的晶体结构,广泛应用于传感、催化和能量存储等领域。
二、性能研究1. 光电性能过渡金属氧化物纳米材料具有广泛的光学性能。
以二氧化钛为例,其纳米材料由于较大的比表面积,能够有效俘获光能量,并产生光催化反应。
通过调控其结构和组分,可以实现可见光催化活性。
这为太阳能光电转换、光催化水分解等提供了新的途径。
2. 磁学性能过渡金属氧化物纳米材料的磁学性能引人注目。
例如,氧化铁纳米材料由于其独特的晶体结构和超顺磁性质,被广泛应用于磁性材料和磁存储器件。
此外,还发现一些过渡金属氧化物纳米材料表现出自旋玻璃、铁电和铁磁共存等特性,这为进一步研究和应用提供了新的线索。
3. 储能性能过渡金属氧化物纳米材料在能量存储方面显示出巨大潜力。
以钴酸锂为例,其纳米材料由于短程离子扩散路径和高电容特性,能够实现高能量密度和高功率密度的储能。
这为电池、超级电容器等储能设备的研究和应用提供了有力支持。
三、应用前景过渡金属氧化物纳米材料的出色性能使其在多个领域具备广阔的应用前景。
首先,其在能源领域的应用前景十分广泛,如太阳能电池、电催化和电化学分析等。
其次,过渡金属氧化物纳米材料在环境治理领域也有很大潜力,例如光催化降解有机污染物。
此外,过渡金属氧化物纳米材料还可以应用于催化和生物医学领域。
总结:过渡金属氧化物纳米材料的制备与性能研究正成为纳米材料领域研究的热点。
过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备
广 泛应 用 , 并取 得 了较 好 的节能 效果 , 但对 其辐射
特 性及 其机 理研 究较少 。本 文用 固相 烧结 法制备
了 F ~ Mn 一 C 2 。 C O 系 列 材 料 , e0。 O2 oO 一 u 分
析 了其 结构 与红 外 辐 射特 性 , 并探 讨 了其 辐射 机 的 Nhomakorabea 高 。
关 键词 红 外辐 射 ; 渡金 属氧 化 物 ; 射 率 ; 响 因素 过 辐 影
中图 分 类 号 : Q1 4 7 8 1 T . . 1 7 5 文献标识码 : A
1 前 言
随着红 外技 术 的广 泛应 用 与 发 展 , 外 功 能 红 材 料 的研 究 也迅 速发展 。探 索更 为 高效 的有针 对
维普资讯
第 3 0卷 第 2期
20 0 7年 4月
山 东 陶 瓷
SHAN DONG CER AM I CS
Vo1 3 . . 0 NO 2 Apr 2 0 . 07
・
科 学实验 ・
文章编号: O— 692 7 200— 4 l 5 03( 0) —03 0 O 0 0
果。
2 材 料 制 备
采 用 化 学 纯 F 2 3 Mn 2 C 2 、 u 原 e 0 、 O 、 oO3 C O
料, 配制 了 F 2 e03:Mn 2:C 2 3:C O— x: 0 o 0 u ( 0 ):1 8 一x 0:1 ( 中 x 0 3 、0 5 、 0 并 0其 一2 、 0 4 、 0 6 , 以此 作 为试样 编号 ) 的组 分 , 料 用 2 MP 粉 0 a的压
过 渡 金 属 氧 化 物 系红 外 辐 射 材 料 的制 备
过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备和研究
XFe2O3I(80-X>MnO2II0CO2O3ZI0CuO(X 为质量比)系 列材料在室温~1300C范围的差热曲线如图 1 所示O 由 图 1 可知 所有样品在 600C附近有一放热峰 并伴随有
2 FOSHAN CERAMICS VOl.l7 NO.l (Serial NO.l22)
编号
F1
表 1 各样品的红外辐射率
F2
0
0.88
0.88
0.92
X30
0.64
0.86
0.93
X40
0.70
0.85
0.91
X50
0.58
0.86
0.93
X60
0.61
0.84
0.90
0.95 0.96 0.94 0.95 0.92
0.93 0.95 0.92 0.95 0.93
图 2 样品 TG 曲线
失重0 此峰强度随 x 的增大9即 Fe203 含量的增加9和 mn02 含量的减少而减弱9失重量也随之减少(如图 2)9故可推 断此峰由 mn02 受热变化引起9此转变 7]为
535~660C 1Oss=8.1%
mn02
mn203
图 1 中9在 930C和 970C处各有一个放热峰9并伴随
4 杨南如.无机非金属材料图谱手册[M].武汉工业大学出版社, 2000
5 Krieble,K.Mossbauer spectroscopy investigation of Mn-substituted Co-ferrite (CoMn/sub X/Fe/sub 2-X/0/sub 4/)[J].Journal of Applied Physics, 2005,97(10)
正交相氧化钼傅里叶红外
正交相氧化钼傅里叶红外
正交相氧化钼 (MoO3) 是一种常见的过渡金属氧化物,具有多种应用,包括傅里叶红外光谱。
傅里叶红外(Fourier Transform Infrared,简称FTIR) 谱仪是一种用于分析材料的仪器,通过测量材料与红外辐射的相互作用来获得红外光谱。
而正交相氧化钼在FTIR 谱仪中常用于制备光学滤光器、分光镜等光学元件。
正交相氧化钼的特性使其适用于红外区域的光学应用。
它具有较高的吸收率和低的散射率,能够对特定波长的红外光进行选择性吸收或反射。
这使得它非常适合用于制备光学滤光器,可以实现对特定波长的红外光进行滤除或通过,并将不需要的光线从光谱中去除。
傅里叶变换红外光谱技术在材料科学、化学、生物医学等领域具有广泛的应用。
正交相氧化钼的光学特性和红外区域的工作范围使其成为一个重要的材料选择,用于制备用于FTIR 谱仪的光学元件。
需要注意的是,具体的应用和制备过程可能受到实验条件和要求的影响,如红外光的波长范围、厚度的要求等。
因此,在具体的研究和应用中,需要进一步根据具体要求来选择和优化正交相氧化钼的制备方法和光学特性。
红外吸收涂层的制备
红外吸收涂层的制备
红外吸收涂层是一种可以吸收红外辐射的涂层,具有广泛的应用前景。
其制备方法主要包括溶胶凝胶法、溶液法、物理气相沉积法等。
其中,溶胶凝胶法是一种常用的制备方法。
该方法是将金属碱土类、过渡金属离子等在水溶液中制备成溶胶,再将其涂布在基材上,在高温下进行热处理,形成吸收红外辐射的涂层。
溶液法是另一种常用的制备方法。
该方法是将有机金属化合物、有机物分子等在有机溶剂中制备成溶液,再将其涂布在基材上,在高温下进行热处理,形成吸收红外辐射的涂层。
物理气相沉积法是一种利用物理气相沉积技术制备的方法。
该方法是将金属、化合物等在真空或惰性气氛下加热,使其蒸发、扩散并沉积在基材表面,形成吸收红外辐射的涂层。
红外吸收涂层的制备方法虽然多种多样,但都需要选择合适的材料和工艺条件,并进行充分的实验验证,以获得具有高吸收性能和良好稳定性的涂层。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
万方数据
万方数据
第2期雷中伟等:过渡金属氧化物系红外辎射材料的制备5
588、580cm~,在此蜂底波数方恳还有一个较弱的吸收谱带。
可见体系随Fez0。
的增加和Mn02的减少,振动吸收频率向低频方向移动。
这是由予尖晶石孛每个02~被一个露霹体阳离子饔3个八面体阳离子所共有,故其振动频率与02_与阳离子间的键力有关,体系中随Fe含量增加和Mn禽量减少,Mn2+、M帮+逐渐被半径较小的Fe计、Fe2+离子所代替,从而减弱了金属离子与氧离子之间的键强,导致吸收谱带红移。
4。
4XRD分析
图4是各样品的XRD图谱,经查对[引,X20撵最的主晶楣炎CoMn。
O;立方尖晶石结构,其他样晶主晶楣均为NiMn。
04尖晶石结构。
随Fe含量增加,结晶更趋完整,且衍射峰有微小的向大角度方向的移动,这说明晶体的熬格有微弱减小趋势,这是由予Fe离子较Mn离子稍小,所弓|起的晶格畸变也较小,这不利于辐射率在整个红外波段的平稳。
4.5SEM分析
对X20与X60样品进行了扫描电镜断面观溅。
从图4可以看出,X20样品的晶粒较为均匀,晶粒平均直径大约7~10ttm,来发现有异常的大熬粒产生。
X60样髭燕粒不均匀,最大晶粒直径约为60弘m,另外空洞面积较大,空洞周围形成大缀微细晶粒。
4。
6发射率影晌医素分耩
据欧阳德刚等人[6]的研究,材料在5tLm以上波段的红外辐射主要源于二声子或多声子组合辐射,覆在2.5~5萍m波段主要源予体系审电子跃迁。
故通过多种离子掺杂一方面可以使晶格发生畸变,降低晶格振动对称性,从筒增强二声子或多声子组合辐射;男一方面可淡提供更多的电子鞔道能级,从而增强短波段辐射能力。
图4X20、X60样品的SEM图片
表2薅系孛冀挚半径季珏,≮覆体择位锈
离子半径(A)OSPE(Cal/g)
体系中Fe:03、Mn02元索为主组分,Fe20。
在约906℃时转变为Fe3+O。
(Fe2+,Fe3十)反尖晶石结构,MnO。
在约966℃时转变为Mn2十(Mn3+)。
0。
的正尖晶石结构。
由于体系中有Co、Cu等过渡金属离子,可形成多种置换型尖晶石,其置换位置主要巍离子半径与其八露然择位熊(OSPE)确定,体系中离子的半径与择位能如表2c
圭表2中可知,尖晶石续梅孛八蹰体蕴置主要有Mn3十、C03+、Cu2+、Co抖、Fe2+等离子,四面体位置主要有Mn抖、Fe抖、Fe2十等离子。
在蘸格常数为a酶理想蟊,玉立方晶俸缝擒中,四面体空隙中心位置间距为a/2,八面体空隙中心位置间距为(一/2/2)a,四筒体空隙与八面体空隙中心位置之闻阉距为(√3/4)ao]。
因此,当不同过渡金属离子填隙于邻近空隙中时,在四面体位置与八麟体位置之阀酶离子最爨发生离子闻的电子跃迁,从而导致短波辐射。
因此,要提高上述材料红外辐射性能,应使各种离子尽量分布在邻近戆四瑟俸与八垂体位墨;又躁尖晶石巾只有1/8的四面体空隙与l/2的八两体空隙填充离子,若所有离子的八面体占位能均相近,则必然尽量分散填充,使离子阗阕距较大,影嚷壹离子阅电子转移导致的红外发射,故选择八面体占位能相差较大的多种离子混合掺杂将有利于红外发射率的提高。
5结论
5。
1剃备了XFe203:(80一X)Mn02:10Co。
03:10CuO(w%)系列材料,其巾X=20时材料红外辐射率最高,其全辐射率为0.88,且在各波段辐射率均较高,其结构为CoMn。
O。
立方尖
晶石结构。
万方数据
万方数据
过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备
作者:雷中伟, 张英, 闻荻江, LEI zhong-wei, ZHANG ying, WEN di-jiang
作者单位:苏州大学材料工程学院,苏州,215021
刊名:
山东陶瓷
英文刊名:SHANDONG CERAMICS
年,卷(期):2007,30(2)
被引用次数:3次
1.刘晓芳.徐庆ZnO对堇青石体系的结构和红外辐射性能的影响[期刊论文]-山东理工大学学报 2003(01)
2.闫国进堇青石红外辐射复相陶瓷的研究[学位论文] 2002
3.Hiroo Takushima.Katsuhei Matsuhei.Yukio Nishimura High efficiency infrared radiant using transitional element oxide 1982(07)
4.Krieble K Mossbauer spectroscopy investigation of Mnsubstituted Co-ferrite(CoMn/sub x/Fe/sub 2-
x/O/sub 4/) 2005(10)
5.杨南如.岳文海无机非金属材料图谱手册 2000
6.欧阳德刚高辐射材料辐射机理的研究[期刊论文]-钢铁研究 2002(01)
7.郭学益.刘海涵二氧化锰晶型转变研究
8.刘顺妮硅酸盐物理化学 1995
9.胡赓祥.蔡珣材料科学基础 2002
1.张英.雷中伟.闻荻江.ZHANG Ying.LEI Zhong-wei.WEN Di-jiang Ni2O3,Cr2O3掺杂Fe-Mn-Co-Cu体系红外辐射材料的合成与表征[期刊论文]-激光与红外2007,37(9)
2.张英.闻荻江.ZHANG Ying.WEN Di-jiang Tb4+掺杂Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4尖晶石红外辐射材料的合成[期刊论文]-人工晶体学报2008,37(2)
3.张建红外技术产业化思路与对策[会议论文]-2008
4.巨志高.刘正堂.李阳平.JU Zhigao.LIU Zhengtang.LI Yangping CVD金刚石的高温氧化及其保护[期刊论文]-材料导报2005,19(4)
5.吴小文.张维佳.钟立志.黄浩Ge1-xCx薄膜的制备及红外特性的研究[期刊论文]-材料工程2005(1)
6.张汉辉.江凤玲.杨融生.孙瑞卿.杨齐愉.何文绚红外辐射材料的制备与光谱研究[会议论文]-2000
7.张英.甘久辉.闻荻江.ZHANG Ying.GAN Jiu-hui.WEN Di-qiang Sm3+掺杂Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4红外辐射陶瓷材料的研究[期刊论文]-红外技术2008,30(1)
8.张英.闻荻江.ZHANG Ying.WEN Di-jiang Fe3+,Cr3+固溶尖晶石结构的红外辐射性能[期刊论文]-材料科学与工程学报2007,25(6)
9.顾幸勇.罗婷.张爱华.吴军明.GU Xing-yong.LUO Ting.ZHANG Ai-Hua.WU Jun-Ming制备工艺对Fe2O3-MnO2-CuO系常温红外辐射材料结构及发射率的影响[期刊论文]-红外技术2007,29(8)
10.刘文婷.刘正堂.LIU Wen-ting.LIU Zheng-tang CVD金刚石的红外增透和抗氧化研究[期刊论文]-红外技术2006,28(7)
1.叶菲.叶卫平.程旭东Cr2O3-MnO2系高温红外陶瓷涂层的制备与研究[期刊论文]-红外技术 2010(5)
2.李建涛.蔡会武高红外发射率辐射型外墙节能涂料的研制[期刊论文]-涂料工业 2012(2)
本文链接:/Periodical_sdtc200702001.aspx。