一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法，属于掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体技术领域。它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中0﹤x﹤0.3，0﹤y﹤0.1，0﹤z﹤0.1，通过控制掺杂比例，可以调整目标产物的红外阻隔性能和可见光透过率。制得的Sn、Bi和Cs共掺杂的氧化钨纳米粉体，稳定性好，红外线阻隔达96～99%，可见光透过率75～90%，可应用于建筑、汽车、火车等户外隔热材料；相比于单一掺杂的氧化钨在500℃红外照射下红外阻隔衰减大于10%，Sn、Bi和Cs共掺杂氧化钨在同样条件下红外阻隔衰减小于1%；该Sn、Bi和Cs共掺杂的氧化钨纳米材料制作简单，工艺操作容易，环保性好，成本低，具有工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法
本专利技术涉及一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法，属于掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体

技术介绍
红外线占太阳光总能量的53%，分布在700～2400nm波长范围内，其热效应会导致环境温度升高。为实现建筑、汽车和户外设施等的隔热节能，人们通过使用隔热材料来阻隔红外线透过。阻隔红外线透过方式包括红外反射和红外吸收。其中，铯掺杂的氧化钨粉末对近红外区的太阳光有特强的吸收特性，并且可见光也能较多地透过。因此，在建筑、汽车和火车隔热玻璃膜等方面有很好的应用前景。目前，单一掺杂的氧化钨在500℃红外照射下红外阻隔衰减大于10%。而纳米氧化锡，有好的可见光透过性和红外辐射性，纳米氧化铋有红外反射特性。因此本专利技术提供了一种Sn，Bi和Cs共掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法，它红外阻隔性能更加稳定，在更高温度的红外线照射下，红外阻隔率衰减较少。本专利技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中0﹤x﹤0.3，0﹤y﹤0.1，0﹤z﹤0.1，通过控制掺杂比例，可以调整目标产物的红外阻隔性能和可见光透过率。一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原料：根据表达式CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na2WO4·2H2O、碘化铯CsI、锡盐、铋盐；（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎混合，混合完毕后加入反应釜；（3）前驱体溶液制备：向反应釜中加入足量的反应溶剂，在真空高温反应釜中，持续混合1～5h；（4）水热反应：将混合后的前驱体溶液放入合成反应釜，在180～600℃条件下，反应5～24h，然后自然冷却至室温，取下层沉淀过滤，充分洗涤干燥后粉碎；（5）粉体烧成：将粉碎后的样品放入烧结炉中，充入保护气体，在200～1000℃条件下，煅烧2～12h，即得目标产物。作为优选实例，所述步骤（1）中锡盐是氯化锡SnCl4，铋盐是氯化铋BiCl3、硫酸铋Bi2(SO4)3、硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O中任意一种。作为优选实例，所述步骤（3）反应溶剂为柠檬酸的水溶液，反应溶剂的质量是钨盐、铯盐、锡盐和铋盐总质量的1～2倍。作为优选实例，所述步骤（4）中充分洗涤反应沉淀物，直到取上层清液，采用滴加硝酸银检验无沉淀生成。作为优选实例，所述步骤（5）中保护气体为氦气He、氖气Ne、氩气Ar、氮气N2中至少一种。本专利技术的有益效果是：制得的Sn、Bi和Cs共掺杂的氧化钨纳米粉体，稳定性好，红外线阻隔达96～99%，可见光透过率75～90%，可应用于建筑、汽车、火车等户外隔热材料；相比于单一掺杂的氧化钨在500℃红外照射下红外阻隔衰减大于10%，Sn、Bi和Cs共掺杂氧化钨在同样条件下红外阻隔衰减小于1%；该Sn、Bi和Cs共掺杂的氧化钨纳米材料制作简单，工艺操作容易，环保性好，成本低，具有工业化应用前景。具体实施方式为了对本专利技术的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本专利技术。实施例1一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中x为0.05，y为0.01，z为0.01。一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原料：根据表达式CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na2WO4·2H2O、碘化铯CsI、氯化锡SnCl4、硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O；（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎到纳米级并混合，混合完毕后加入反应釜；（3）前驱体溶液制备：向反应釜中加入足量的柠檬酸反应溶剂，反应溶剂的质量是钨盐、铯盐、锡盐和铋盐总质量的1倍，在真空高温反应釜中，持续混合1h；（4）水热反应：将混合后的前驱体溶液放入合成反应釜，在180℃条件下，反应5h，然后自然冷却至室温，取下层沉淀过滤，充分洗涤干燥后粉碎；（5）粉体烧成：将粉碎后的样品放入烧结炉中，充入保护气体氦气，在450℃条件下，煅烧2h，即得目标产物。实施例2一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中x为0.10，y为0.03，z为0.02。一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原料：根据表达式CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na2WO4·2H2O、碘化铯CsI、氯化锡SnCl4、硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O；（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎到纳米级并混合，混合完毕后加入反应釜；（3）前驱体溶液制备：向反应釜中加入足量的柠檬酸反应溶剂，反应溶剂的质量是钨盐、铯盐、锡盐和铋盐总质量的1倍，在真空高温反应釜中，持续混合1.5h；（4）水热反应：将混合后的前驱体溶液放入合成反应釜，在200℃条件下，反应7h，然后自然冷却至室温，取下层沉淀过滤，充分洗涤干燥后粉碎；（5）粉体烧成：将粉碎后的样品放入烧结炉中，充入保护气体氮气N2，在500℃条件下，煅烧4h，即得目标产物。实施例3一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中x为0.10，y为0.05，z为0.02。一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原料：根据表达式CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na2WO4·2H2O、碘化铯CsI、氯化锡SnCl4、硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O；（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎到纳米级并混合，混合完毕后加入反应釜；（3）前驱体溶液制备：向反应釜中加入足量的柠檬酸反应溶剂，反应溶剂的质量是钨盐、铯盐、锡盐和铋盐总质量的1倍，在真空高温反应釜中，持续混合1.5h；（4）水热反应：将混合后的前驱体溶液放入合成反应釜，在220℃条件下，反应8h，然后自然冷却至室温，取下层沉淀过滤，充分洗涤干燥后粉碎；（5）粉体烧成：将粉碎后的样品放入烧结炉中，充入保护气体氦气，在500℃条件下，煅烧4h，即得目标产物。实施例4一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中x为0.10，y为0.05，z为0.05。一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原料：根据表达式CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na2WO4·2H2O、碘化铯CsI、氯化锡SnCl4、硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O；（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎到纳米级并混合，混合完毕后加入反应釜；（3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，其特征在于，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中0﹤x﹤0.3，0﹤y﹤0.1，0﹤z﹤0.1，通过控制掺杂比例，可以调整目标产物的红外阻隔性能和可见光透过率。

【技术特征摘要】
1.一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，其特征在于，它的表达式为CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3，其中0﹤x﹤0.3，0﹤y﹤0.1，0﹤z﹤0.1，通过控制掺杂比例，可以调整目标产物的红外阻隔性能和可见光透过率。2.根据权利要求1所述一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）准备原料：根据表达式CsxSnyBizW(1﹣x﹣y﹣z)O3中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na2WO4·2H2O、碘化铯CsI、锡盐、铋盐；（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎混合，混合完毕后加入反应釜；（3）前驱体溶液制备：向反应釜中加入足量的反应溶剂，在真空高温反应釜中，持续混合1～5h；（4）水热反应：将混合后的前驱体溶液放入合成反应釜，在180～600℃条件下，反应5～24h，然后自然冷却至室温，取下层沉淀过滤，充分洗涤干燥后粉碎；（5）粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曼，郑文，李方圆，宋亚，
申请(专利权)人：畅的新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31