[發明專利]一種鋁基大面積電鍍黑鉻太陽能集熱板的制備方法

無效

• 申請號: 201010172230.8
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101864582A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 周雄峰
• 申請（專利權）人: 上海哲能赫太陽能設備有限公司
• 主分類號: C25D3/08
• 分類號: C25D3/08;C25D5/44;F24J2/50
• 代理公司: 上海衡方知識產權代理有限公司 31234
• 代理人: 卞孜真;何東浩

技術領域

本發明涉及一種太陽能集熱板的制備方法，更具體地說，涉及一種以鋁為基板的大面積電鍍黑鉻太陽能集熱板制備方法。

背景技術

太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，然而由于其到達地球后能量密度小，給大規模的開發利用帶來困難。這就決定了太陽能直接用于日常生活和工業生產前，必須提高太陽能的能量密度。在太陽能利用方面，太陽能集熱器是太陽能轉換系統的核心部分。高效率的太陽能集熱器必須考慮使熱幅射損失減少到最低，即對太陽幅射能量的吸收率很高，而自身紅外輻射率很低，能夠把低品位的太陽能轉換成高品位的熱能。實踐證明，各種光譜選擇性涂層是實現上述目標的有效措施。

從上世紀五十年代太陽能選擇性吸收涂層的設想提出至今，科研人員對此進行了大量的研究，涂層類型和制備方法已經多種多樣。目前，根據吸收原理和涂層結構的不同，選擇性吸收涂層主要有體吸收型涂層、干涉型吸收涂層、金屬-電介質復合涂層、表面結構型吸收涂層等種類，制備方法主要有涂料法、電鍍法、電化學法、CVD法和真空鍍膜法等。在太陽能選擇性吸收涂層制備中，黑鎳由于有良好的光吸收性和穩定性而作為吸收劑被廣泛應用，如太陽能學報，2001，22：443-447就報道了一種黑鎳涂層的制備方法，并對其光學性能進行了研究，結果表明，該涂層具有良好的太陽能吸收效果。但黑鎳鍍層的缺點是容易脆碎，而且耐蝕性差，不能承受惡劣環境和戶外長期使用。

目前的研究表明，在各種黑色鍍層中，黑鉻的光學性質是最好的，而且有耐熱、耐腐蝕、耐氣候變化的特點。通常黑鉻鍍層是通過電鍍方式在極板上沉積出來，目前使用的黑鉻電解液中一般都含有高濃度的六價鉻離子，這是對環境極為有害的物質。另一方面，由于電鍍黑鉻應用的電流密度較高，現有的工藝和設備均只能在小尺寸的極板(＜0.5m²)上進行電鍍處理，才能保證鍍層的均勻和產品質量的穩定。

發明內容

本發明的目的在于提出一種以環保型的三價鉻為電解液的電鍍黑鉻太陽能集熱板的制備方法，本發明同時解決了在大面積鋁板上電鍍黑鉻的工藝難題。

本發明的另一貢獻是找到了一種電鍍黑鉻太陽能集熱板的制備方法，該方法步驟簡單易操作，可工業化生產，。

本發明的另一貢獻是找到了一種用于電鍍黑鉻太陽能集熱板的電解液配方，能有效的提高太陽能集熱板的熱效率。

本發明所提供的三價鉻電鍍黑鉻的電解液配方各組分濃度為：三氯化鉻(CrCl₃·6H₂O)150～250克/升，氯化銨(NH₄Cl)20-35克/升，草酸(C₂H₂O₄·2H₂O)1～5克/升，乙酸銨(CH₃COONH₄)5～8克/升，硼酸(H₃BO₃)15～25克/升，氯化鐵(FeCl₃)0.3～2克/升。

上述電解液配方的主鹽為三氯化鉻，發黑劑為草酸，或者是草酸和乙酸銨的混合物，無機添加劑為氯化鐵。

本發明是通過以下步驟來實現：

在1～3平方米的鋁板上通過三價鉻電鍍黑鉻工藝，電鍍出黑鉻涂層極板經過后處理得到太陽能集熱板。

(1)鋁板的鍍前處理：在鋁板的背面焊接與鋁板等長、直徑為1～3cm的銅管，其中銅管間距為10～20cm；對鋁板進行充分的除油和清洗，除油是將純鋁或鋁合金極板浸泡在堿性溶液中5～10分鐘，清洗是分別用熱水和冷水將已除油的鋁板清洗2～3遍，

(2)三價鉻電鍍黑鉻：將極板與電源負極相連，充分浸泡在電解液中進行電鍍，電鍍的工藝條件為：工作溫度15～35，鍍液pH值1～3，電流密度為30～50安/平方分米，鋁板背面銅管全部通電形成陽極分布，將鋁板充分浸泡在電解液中進行大面積電鍍。

(3)后處理：最后將鍍有黑鉻涂層極板在一定溫度下保溫烘干，加膜后可得到太陽能集熱板。

所述鋁板的鍍前處理步驟中的除油液配方為：

氫氧化鈉(NaOH)?????????????50-80(g/L)

碳酸鈉(Na₂CO₃)?????????????20-40(g/L)

磷酸三鈉(Na₃PO₄·12H₂O)????5-20(g/L)

溫度(℃)???????????????????60-100。