铯掺杂氧化钨粉体

红外光特别是近红外具有明显的热效应,易导致温度升温,从而造成如室内或车内的温度升高。红外阻隔材料一般是指具有较强吸收或反射红外光而又不影响其可见光透过的一类功能性材料。已经报道的具有较强红外吸收或反射性能的无机材料主要集中于几种氧化物,如氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)和氧化锌铝(AZO)等,但这类氧化 物材料一般只能阻隔波长大于1400nm的中远红外光线无法同时达到高透明和高隔热的 性能需求。

而铯掺杂氧化钨粉体(Cs0.3WO3)具有近红外阻隔性能,其可以阻隔波长大于 900nm.的近红外光,因而具有优异的近红外阻隔性能。但是目前制备铯钨粉体存在工艺复杂,成本高的问题,而且制备的粉体对近红外阻隔性能不够理想。

铯掺杂氧化钨粉体图片

有学者通过改进传统制备方法,引入水解抑制剂和双组分络合剂,在缓解原料水解的同时严格控制反应时间、温度和气氛,制备的氧化钨铯纳米粉体分散效果较好,显著改善了纳米粉体的团聚现象。其操作过程包括:

按照体积比1∶0.1将300ml乙醇与30ml水预混组成混合溶剂,再加入9ml的盐酸作为后续反应的水解抑制剂;将铯和钨的化合物,按照Cs∶W=0.32∶1的摩尔比进行配料,称取6.24g的硝酸铯,39.66g的氯化钨,加入到先前的醇水酸混合液中,通过磁力加热搅拌器搅拌,直至全部溶解;再将19.29g乙二胺四乙酸和25.36g柠檬酸与水预混,混合均匀后滴加氨水直至络合剂全部溶解,然后加入到上述混合溶液中,并继续加入氨水调节pH值至8,继续搅拌;待上述混合液搅拌均匀成溶胶后,再80℃加热搅拌2小时至凝胶状态,然后 在200℃的鼓风烘箱中烘干5小时,得到黑色的烧结前驱体;将烧结前驱体在800℃空气气氛 中煅烧8小时,升温速率控制为6℃/min;然后转换到氮气气氛中降温,再转换为氢氩混合 气,在500℃还原气氛中焙烧6小时,最终得到氧化铯稳定的氧化钨纳米粉体Cs0.32WO3;利用纳米研磨技术将制得的200g氧化铯稳定的氧化钨、20g十六烷基硫酸钠分散剂和780g去离 子水的混合浆料达到微观尺度上的高分散以及高稳定性,并形成20%固含量的氧化铯钨纳米分散液。

采用双组分络合剂、水解抑制剂和碱性合成条件,能够显著地提高反应物混合的均匀性,可以明显改善纳米材料的颗粒团聚现象,增加粒径的均一性。所制得的氧化铯钨纳米粉体可应用于建筑或车窗等隔热膜领域,具有良好的红外阻隔效果。

 

 

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