一种铝掺杂Cr制造技术

本发明专利技术公开一种铝掺杂Cr

An aluminum doped Cr

【技术实现步骤摘要】
一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料及其制备方法
本专利技术涉及无机材料的制备
，具体涉及一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料及其制备方法。
技术介绍
如今，随着全世界大规模城市化发展，建筑物周围越来越多的植物被移除，取而代之的是一座座高楼大厦，由此产生的热岛效应逐渐引发公众的关注。热岛效应是指由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被吸热快而热容量小，使得同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿的现象。热岛效应使建筑物周围的温度比郊区高10℃以上，这不仅让市民感觉无比闷热，也会加剧空调等制冷设备的能耗，在这种情形下，将具有高红反射性能的涂料涂于建筑物的外层，可以帮助降低建筑物表面和周围的温度，降低城市热岛效应的影响。一般来说，传统的红外反射材料以白色为主，比如二氧化钛等，这些材料的缺点是颜色单一，不能满足人们对红外反射材料在颜色上多样性的需求。现有技术中，向Cr2O3中掺杂其他金属可以得到不同颜色的红外反射材料。其中，一般采用固相反应法进行掺杂，其具体步骤为将所需氧化物按不同比例掺入球磨罐中进行混料，但这种混料方式比较粗糙，不易将物料混合均匀，即使通过行星式球磨机已将物料均匀混合，但在球磨罐后续的静置过程中，罐内的各种物料可能会因为沉淀速率不一致而导致分层，影响后续混合料的煅烧过程，导致煅烧所需温度较高。因此，寻求一种新的掺杂方法，提高物料的混合均匀性、降低煅烧温度具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料及其制备方法，解决现有技术中现有的掺杂方法不易将物料混合均匀、煅烧温度高的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的第一解决方案提供了一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，包括以下步骤：将铬盐和铝盐依次分散到水中，进行搅拌，得到溶液A；将柠檬酸和乙二醇依次分散到水中，进行搅拌反应，得到溶液B；将上述溶液B滴加至上述溶液A中，经保温搅拌、升温搅拌和保温静置后，得到湿凝胶；将上述湿凝胶经烘干、研磨和煅烧过程后，得到铝掺杂Cr2O3高红外反射材料。本专利技术的第二解决方案提供了一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料，该铝掺杂Cr2O3高红外反射材料通过本专利技术第一解决方案中提供的铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过溶胶凝胶法得到的混合物不会在后续静置过程中因各自物料沉淀速率不同而导致物料分层影响混合均匀性；同时，煅烧过程中所需的温度较低；本专利技术得到的铝掺杂Cr2O3高红外反射材料呈现出绿色，且具有较高的红外反射率。附图说明图1是本专利技术提供的铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法一实施方式的工艺流程图。图2是实施例1～2中相同掺量在不同温度下制得产物的XRD图；图3是实施例3～6中不同掺杂量在相同温度下制得产物的XRD图；图4是实施例1制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图；图5是实施例2制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图；图6是实施例3制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图；图7是实施例4制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图；图8是实施例5制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图；图9是实施例6制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图；图10是对比例1～3制得产物的XRD图；图11是对比例1～3制得产物在光谱波段为800～2500nm下的红外反射率图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1，图1是本专利技术提供的铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法一实施方式的工艺流程图。对于本专利技术的第一解决方案，本专利技术提供了一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，包括以下步骤：将铬盐和铝盐依次分散到水中，进行搅拌，得到溶液A；将柠檬酸和乙二醇依次分散到水中，进行搅拌反应，得到溶液B；将上述溶液B滴加至上述溶液A中，经保温搅拌、升温搅拌和保温静置后，得到湿凝胶；将上述湿凝胶经烘干、研磨和煅烧过程后，得到铝掺杂Cr2O3高红外反射材料。本专利技术中，将各种原料分散到水中，便于提高物料的混合均匀性。本专利技术中，采用溶胶凝胶法，与固相反应相比，体系中各组分的扩散在纳米范围内，化学反应更容易进行，而且仅需要更低的合成温度。本专利技术中，通过利用柠檬酸和乙二醇发生水解反应形成的络合物将已经混合均匀的物料进行“包裹”，避免物料在静置过程中因分层而分布不均匀，在后续煅烧过程中，一方面有利于降低反应体系的温度，另一方面有利于形成固溶体，最终得到具有高红外反射率的产物。本专利技术中，铬盐为硝酸铬、硫酸铬和氯化铬中的一种或多种。本专利技术中，铝盐为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、甲酸铝、醋酸铝、柠檬酸铝中的一种或多种。本专利技术中，铝盐与铬盐的摩尔比为(3～9):10，优选为(6～8):10，进一步优选为7:10。本专利技术中，得到溶液A的过程中，搅拌的温度为60～70℃，搅拌的时间为1.5～2.5h。在此温度和时间范围内，更有利于使铝盐和铬盐在体系中分散均匀。本专利技术中，柠檬酸与溶液A中铝盐和铬盐总加入量的摩尔比为1:(1～1.2)，优选为1:1。本专利技术中，柠檬酸与乙二醇的摩尔比为1:(1～2)，优选为1:1.5。本专利技术中，得到溶液B的过程中，搅拌反应的温度为20℃～30℃，搅拌反应的时间为1.5～2.5h，便于柠檬酸与乙二醇充分水解。本专利技术中，将溶液B滴加至溶液A的过程中，溶液A的温度控制在60～70℃，滴加时间为1～2min。本专利技术中，得到湿凝胶的过程中，保温搅拌的温度为60℃～70℃，保温搅拌的时间为6～7h，其中，保温形成溶胶的过程在搅拌的条件下进行，便于使溶液A和溶液B中的原料充分混合，水分慢慢蒸发，形成溶胶。本专利技术中，得到湿凝胶的过程中，保温搅拌过程结束后，在搅拌的条件下升温至75～85℃，保温静置1.5～2.5h，便于使溶胶中的水分继续蒸发，直至形成凝胶。此处需要说明的是，升温形成凝胶的过程中，无需搅拌，静置即可。本专利技术中，烘干的温度为70～75℃，烘干的时间为3～4天。此过程中，若烘干温度过低，将导致更长的烘干时间，若烘干温度过高，将导致胶体由于温度过高因膨胀而溢出。需要注意的是，确定该过程中的烘干为将凝胶取出后，观察容器内是否还有凝胶粘附在容器底部，若无，则烘干完全，若有，还需继续烘干。本专利技术中，煅烧的温度为800～900℃，煅烧的时间为2～6h，优选的，煅烧的时间为4h。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝掺杂Cr

【技术特征摘要】
1.一种铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铬盐和铝盐依次分散到水中，进行搅拌，得到溶液A；
将柠檬酸和乙二醇依次分散到水中，进行搅拌反应，得到溶液B；
将所述溶液B滴加至所述溶液A中，经保温搅拌、升温搅拌和保温静置后，得到湿凝胶；
将所述湿凝胶经烘干、研磨和煅烧过程后，得到铝掺杂Cr2O3高红外反射材料。


2.根据权利要求1所述铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，其特征在于，所述铬盐为硝酸铬、硫酸铬和氯化铬中的一种或多种；所述铝盐为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、甲酸铝、醋酸铝、柠檬酸铝中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，其特征在于，所述铝盐与铬盐的摩尔比为(3～9):10。


4.根据权利要求1所述铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，其特征在于，所述得到溶液A的过程中，所述搅拌的温度为60～70℃，所述搅拌的时间为1.5～2.5h。


5.根据权利要求1所述铝掺杂Cr2O3高红外反射材料的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸与溶液A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉成，李星星，傅正义，王为民，王皓，张金咏，张帆，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42