[發(fā)明專利]氧化石墨烯與NTC半導(dǎo)體粉體雜化太陽能吸熱材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510328913.0
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104927791B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇力宏;萬彩霞;段文艷;殷小瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種氧化石墨烯與NTC半導(dǎo)體粉體雜化太陽能吸熱材料及制備方法，本發(fā)明提供的光吸熱材料,其吸收光的能量轉(zhuǎn)換為熱的效率有明顯提高,采用透光率90％以上的電絕緣體氧化石墨烯薄膜包覆深顏色負(fù)溫度系數(shù)(縮寫NTC)半導(dǎo)體粉體材料。與其他同類材料相比，吸收可見光的效率接近，但由于由此被絕緣透明氧化石墨烯包裹而引發(fā)納米顆粒表面發(fā)生等離子體共振,光的能量可見光有效，不可見的紅外和紫外光，可以幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量,因此其向外輻射發(fā)射率更低，材料總的光熱轉(zhuǎn)換效率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能吸熱材料的制備方法，具體涉及一種氧化石墨烯與NTC半導(dǎo)體粉體雜化太陽能吸熱材料及制備方法，本發(fā)明制備的材料可以用于太陽光吸熱、光熱轉(zhuǎn)換、熱電轉(zhuǎn)換、光熱和激光信號探測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽光吸熱應(yīng)用一般采用黑色金屬或合金粉末涂層作為吸熱材料，其主要吸熱范圍為可見光，對于紅外和紫外光吸收效率差異較大，各有優(yōu)劣。最早人們使用黑板漆作為吸光材料，吸收率可達(dá)97％，但是他邊吸收，又邊以不可見紅外線的形式把熱量又輻射出去好大一部分，造成總效率降低。黑鉻涂層的吸收比α和發(fā)射比ε分別為0.93—0.97和0.07—0.15，α/ε為6～13，具有優(yōu)良的光譜選擇性。黑鉻涂層的熱穩(wěn)定性和抗高溫性能也很好，適用于高溫條件，在300℃能長期穩(wěn)定工作。此外，黑鉻涂層還具有較好的耐候性和耐蝕性。但生產(chǎn)成本較高。黑鎳涂層的吸收比α可達(dá)0.93～0.96，熱發(fā)射比ε為0.08～0.15，α/ε接近6～12，其吸收性能較好。由于黑鎳涂層的熱穩(wěn)定性、耐蝕性較差，通常只適用于低溫太陽能熱利用。黑鈷涂層的主要成分是CoS，具有蜂窩型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其吸收比α可達(dá)0.94～0.96，發(fā)射比ε為0.12～0.14，α/ε為6.7～8。采用酞菁綠和自制的鐵銅復(fù)合氧化物——Fe₃CuO₅為顏料，以丙烯酸樹脂為粘合劑，以乙酸乙脂、乙酸丁脂和二甲苯混合物為溶劑，采用多次噴涂法，在鋼板底材上涂層厚度不超過3μm。該涂層的太陽吸收比為0.94～0.96，發(fā)射率比為0.37～0.39。該涂層成本低，性能較好，裝飾性強(qiáng)，適合在太陽房和熱水器上應(yīng)用。上述材料其紅外輻射發(fā)射率高，總吸熱效率有限。

力求把太陽光吸收轉(zhuǎn)化為熱能，找到能充分全部利用可見光、紫外光和熱量高的紅外光的光吸熱材料，一直是科學(xué)技術(shù)的追求目標(biāo)。