溶剂热法制取纳米铯钨青铜

铯钨青铜(CsxWO3)是一种以以碳酸铯和钨酸钠为原料,通过固相法或液相法合成的钨酸盐粉体,因此,人们也将铯钨青铜称为钨酸铯。铯钨青铜CsxWO3具有氧八面体特殊结构的功能化合物,具有低电阻率和低温超导性能,主要被用来制造高温隔热涂层,建筑玻璃、Low-E玻璃、汽车隔热膜、植物种植大棚、液晶显示屏等。

合成铯钨青铜用固相法和液相法均可,早些时期,铯钨青铜大多使用气相还原、氢还原等需要高温高热的固相法合成,但固相法合成困难,成本太高,于是随着铯钨青铜关注度提高,越来越多的学者开始研究铯钨青铜的液相制取方法,寻找一个降低制造成本的途径。

铯钨青铜图片

有高建宾等几位学者提出用溶剂热法制取纳米铯钨青铜,那么溶剂法解决铯钨青铜的成本问题吗?

学者们将400kg山梨醇于夹套反应釜中加热溶解,加入钨酸和硫酸铯,其中钨酸和硫酸铯的质量之比为1∶0.33,山梨醇的质量为钨酸和硫酸铯总质量的3倍,高速搅拌30 min后,泵入均质机进行循环均质化,60 min后将产物泵入已加热到150℃的高压反应釜中,将高压反应釜转速定为180 r/min,待上述物料完全转移到高压釜后,关闭高压反应釜各阀门,逐步将反应釜温度上升到350℃,并保温600 min,降温到150℃,放出反应产物,向其中加入去离子水,将物料打入压滤机,以去离子水、无水乙醇洗涤,直到硫酸根含量低于100 mg/kg,乙醇含量大于80%,将滤饼放进真空烘箱烘干,再进行机械粉碎和气流粉碎,即得到目标产物—深蓝色的铯钨青铜纳米粉体。

将铯钨青铜纳米浆料添加到丙烯酸乳液中涂布薄膜,获得了具有优异透明隔热性能的功能薄膜,研究结果显示,使用溶剂热方法能制备出质量水平上佳的纳米铯钨青铜粉体,并且以此制出的功能隔热薄膜在950 nm处的透过率为9.2%,550nm处的可见光透过率为71%,雾度为0.5%,薄膜具有优良的红外吸收特性,是优秀的透明隔热材料。

透明隔热材料图片

遗憾的是,学者们使用溶剂法似乎也没有解决铯钨青铜的成本问题,而且,溶剂热法的有机溶剂具有易挥发性、生产过程会造成环境污染。但是可以确定的是,溶剂热法所制取的铯钨青铜质量比水热法更好。因此,当生产成本降不下来的时候,或许可以从提升产品质量方面下功夫,让消费者觉得物有所值,结果表明,使用溶剂热法制取的纳米铯钨青铜薄膜,不仅隔热效果佳,而且使用寿命长,使用年限在20年以上。

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