[發明專利]一種空心棒狀MgF2粒子的制備方法及其在自清潔減反膜中的應用

有效

• 申請號: 201611018417.6
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106629793B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳若愚;季子涵;王紅寧;鐘璟;劉小華
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C01F5/28
• 分類號: C01F5/28;C03C17/25;C03C17/42
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本發明屬于無機材料制備領域，特別涉及一種空心棒狀MgF₂粒子的制備方法及其在自清潔減反膜中的應用，利用該空心棒狀MgF₂粒子與SiO₂粒子復合后，提拉?浸漬法鍍制一層薄膜，經250℃烘干后得到具有超疏水性的、可見光范圍內最高透光率可達97％以上的自清潔減反膜。

技術領域

本發明屬于無機材料制備領域，特別涉及一種空心棒狀MgF₂粒子的制備方法及其在自清潔減反膜中的應用。

背景技術

太陽能由光轉換成熱或電能的效率一直是太陽能利用的重要評價指標，而轉換效率的大小與太陽光的透過率高低有著直接的關系。太陽能系統中一個重要的組成部分便是太陽能表面的玻璃蓋板，其對太陽能組件起到支撐保護的作用。而應用于室外的太陽能系統中的玻璃蓋板表面經常遭受外界環境中的灰塵污染，導致玻璃的透光率急劇下降，降低了太陽能的利用效率。雖然人工清洗在一定程度上可以解決玻璃表面的污染問題，但是實際應用的太陽能組件通常具有極大的工作面積，要完成全部的表面清洗工作變得幾乎不可能。此外，玻璃表面的多次擦拭容易產生劃痕，對其透光率也會產生一定的影響。因此，如何制備一種多功能玻璃表面減反膜，使其在可見光區保持高透過率的前提下還兼具優秀的自清潔性能，具有很大的實際應用意義。

當表面的水接觸角大于150°且滯后角低于5°時，則把該表面定義為超疏水表面。由于超疏水表面能夠保持液滴在表面的自由滑落從而將表面附著的污漬帶離起到自清潔效果，因而在過去的幾十年間引起了大量的關注。隨著研究的深入，人們發現這種表面的超疏水性與其表面結構和化學組成有著很大的關系。以荷葉為例，其表面有著層次分明的數百納米甚至是微米級的等級結構，而在每個結構單元的表面上又布滿了大量的乳突，這種由大量凸起組成的凹槽能夠有效的包裹著空氣，從而避免水滴的完全鋪展。當然，僅僅是這種粗糙結構還不能夠完全解釋荷葉的超疏水性，進一步的研究發現，在乳突的表面還分布著一層疏水性蠟狀物，形成了由物理結構和化學組成相結合得到的天然疏水性表面。

發明內容

本發明提供了一種空心棒狀MgF₂粒子的制備方法及其在自清潔減反膜中的應用，

空心棒狀MgF₂粒子的制備方法為：將乙酸鎂四水合物C₄H₁₄MgO₈固體加入到無水CH₃OH中，攪拌至固體完全溶解，作為分散液A；將HF溶液加入到無水CH₃OH中，混合均勻，作為分散液B；之后將分散液B滴加到分散液A中，并對得到的混合體系水熱反應，冷卻，最終得到空心棒狀MgF₂粒子的溶膠，

乙酸鎂、HF、總的CH₃OH的摩爾比為1：2：250，

水熱反應的時間為24小時，反應溫度為240℃。

上述空心棒狀MgF₂粒子在自清潔減反膜中的應用為，利用該空心棒狀MgF₂粒子與SiO₂粒子復合構建自清潔減反膜，工藝步驟為：

(1)實心SiO₂納米粒子溶膠的制備

以正硅酸四乙酯(TEOS)、H₂O、無水乙醇(EtOH)、氨水(NH₄OH)按照傳統的水解法制備結構規整、尺寸可控的SiO₂納米粒子溶膠，

將EtOH、H₂O、TEOS和NH₄OH混合后于恒溫水浴鍋中30℃密閉攪拌6小時，再于30℃下恒溫陳化3天，將得到的藍白色溶膠置于通風櫥中，敞口攪拌除氨(濕潤的pH試紙靠近杯口正上方，以試紙在一段時間內不變色表示溶膠中氨已除盡)，得到實心SiO₂納米粒子溶膠，