銫摻雜氧化鎢納米粉體憑藉著對近紅外線和紫外線具有良好的吸收效果,而深受現代隔熱材料研究者的青睞。隨著社會的進步,這種具有新穎的光學特性的新型隔熱材料在國內外的工程建築、石油化學、運輸貯存、國防軍事等諸多領域都有著極其廣泛的應用前景。那麼,銫摻雜氧化鎢納米粉體應如何制取?
傳統方法製備的銫摻雜氧化鎢納米粉體,對紅外的阻隔效果較差(阻隔率小於90%),而且穩定性不高,成本費用較高,並且在生產過程中對環境污染較大。
為了彌補傳統生產工藝的不足,本文主要介紹的是一種銫摻雜氧化鎢納米粉體的新製備方法。其具體步驟如下:
(1)將原料鎢鹽和銫鹽分別溶解於溶劑中,且鎢鹽溶液通過交換樹脂配置成鎢酸溶液;
(2)將鎢酸溶液、銫鹽溶液、反應溶劑進行混料處理,持續攪拌1~3h,制得水熱反應前驅液;
(3)將前驅液置於帶有攪拌裝置的密閉水熱反應釜中,在180~300℃條件下,攪拌反應5~20h;
(4)將水熱反應沉澱物進行反復洗滌後,進行乾燥、粉碎、煆燒,即得到目標產物。
該製備方法的注意事項:
a.步驟(1)中鎢鹽為鎢酸鈉、鎢酸銨、鎢酸鉀中任意一種,銫鹽為碳酸銫、硝酸銫、硫酸銫中任意一種,溶劑為去離子水、無水乙醇中任意一種。
b.步驟(2)中反應溶劑為檸檬酸、山梨酸、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇中任意一種溶解于去離子水或無水乙醇中製備而成,反應溶劑的品質是鎢鹽和銫鹽品質總和的1.3~3.2倍;攪拌過程是在50~80℃水浴條件下攪拌。
c.步驟(4)中洗滌過程用去離子水、無水乙醇中任意一種進行洗滌;乾燥過程是在80~120℃條件下,乾燥8~12h;粉碎過程採用氣流粉碎機進行粉碎,其粉碎室空氣壓力控制在0.5~1.0MPa,粉碎轉速設定為2000~5000轉/分;煆燒過程是在真空、氫氣、氬氣任意一種氛圍中,以2~10℃/min速率升溫至300~800℃後,持續熱處理1~2h。
使用該方法生產出來的銫摻雜氧化鎢納米粉體,穩定性好,紫外阻隔率大於99.8%,可見光透過率70~88%,紅外線阻隔達94~99%,能很好地應用於隔熱材料中,而且工藝能耗低,成本低,易操作,環保性好,適合大規模工業化生產。