[發明專利]一種溶膠凝膠法合成Ag-MnOx

有效

• 申請號: 201911257065.3
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN111040500B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 姚伯龍;范世龍;溫焱焱;王露;曾婷;王利魁
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09D5/32
• 分類號: C09D5/32;C09D101/28
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

一種溶膠凝膠法合成Ag?MnO_x納米復合薄膜的方法，屬于功能涂料技術領域。本發明在室溫、磁力攪拌條件下，將一定比例的硝酸銀、乙酸錳、絡合劑溶解在無水乙醇中；將所得混合物保持攪拌，直到產生深藍色的深色溶膠；將所得溶膠置于烘箱中，蒸發部分乙醇，得到濃縮后的溶膠；在濃縮后的溶膠中添加有機成膜劑，在室溫下通過浸涂將Ag?MnO_x薄膜沉積在載體上；將涂布的液膜干燥，并退火，即得到Ag?MnO_x納米復合薄膜。本發明合成所得無雜質相的Ag?MnO_x吸收膜，可以在UV?VIS?IR波段內達到高吸收和低發射；本發明制備過程簡單，利用了現成的化學品，不需要復雜的設備。

技術領域

本發明涉及一種溶膠凝膠法合成Ag-MnO_x納米復合薄膜的方法，屬于功能涂料技術領域。

背景技術

如今，使用最廣泛的工業太陽能選擇性吸收劑是（金屬）陶瓷結構中的金屬顆粒，這些金屬顆粒多是通過電化學或真空沉積方法生產的。著名的例子包括電鍍黑鉻（Cr–Cr₂O₃）和鎳的陽極Al₂O₃（通過電鍍/電化學方法合成）以及蒸發的氮化鈦膜（TiNO_x）和鎳鎳氧化物（Ni-NiO_x）（通過真空沉積/濺射方法合成）。電化學處理方法相對簡單并且具有較低的工作溫度，但上述方法利用了大量的材料且不環保。真空沉積法的材料消耗低，可重復性好，對環境污染程度低，但其生產設備投資成本高昂，生產中的能源消耗高，成本效益較低。太陽能吸收劑是選擇性合成的最新進展，這種具有高選擇性和耐久性的材料需要一種相應經濟高效且環保的合成工藝。溶膠-凝膠技術符合上述標準，是非常有前途的技術。但是，該類技術生產的太陽能選擇性吸收劑材料尚未在工業中得到應用。

在過去的幾十年中，通過溶膠-凝膠法成功地制造了多種太陽能選擇性吸收劑，例如氧化銅基吸收劑、氧化鈷基吸收劑、具有尖晶石狀結構的黑色過渡金屬和碳-二氧化硅納米復合材料的氧化物等。然而，已知的使用溶膠-凝膠法合成金屬陶瓷涂層的情況相對較少。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足之處，提供一種溶膠凝膠法合成Ag-MnO_x納米復合薄膜的方法，其通過一步法溶膠-凝膠法來制造具有光譜選擇性的太陽能吸收膜，可以大大減少設備的需求。

本發明的技術方案，一種溶膠凝膠法合成Ag-MnO_x納米復合薄膜的方法，在室溫、磁力攪拌條件下，將一定比例的硝酸銀、乙酸錳、絡合劑溶解在無水乙醇中；將所得混合物保持攪拌，直到產生深藍色的深色溶膠；將所得溶膠置于烘箱中，蒸發部分乙醇，得到濃縮后的溶膠；在濃縮后的溶膠中添加有機成膜劑，在室溫下通過浸涂將Ag-MnO_x薄膜沉積在載體上；將涂布的液膜干燥，并退火，即得到Ag-MnO_x納米復合薄膜。

步驟如下：

（1）溶膠的制備：在室溫、磁力攪拌條件下，將硝酸銀、乙酸錳和絡合劑溶解在無水乙醇中；硝酸銀濃度為0.1-0.3mol/L，乙酸錳濃度為0.1-0.5mol/L，絡合劑的添加量為銀粒子濃度的0.5-4倍；將所得混合物保持攪拌1-2h，直到產生深藍色的深色溶膠；將所得溶膠置于65-75℃烘箱中濃縮8-12h，得到濃縮后的溶膠；

（2）沉積：按步驟（1）所得溶膠質量計，將0.1%-20%的有機成膜劑添加到上述溶膠中；在室溫下以6-10cm/min 的提拉速度，通過浸涂將Ag-MnO_x薄膜沉積在清潔良好的載體上；

（3）成膜：將步驟（2）涂布好的液膜在70-80℃下干燥10-30min，并以1-10℃/min的加熱速率加熱至200-500℃。

步驟（1）中所述絡合劑具體為四亞乙基五胺TEPA或二乙醇胺DEA。

步驟（1）中錳離子的含量相比銀過量。