一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料及其制备方法、应用，该日间辐射制冷块体材料，由保护层和辐射制冷功能层组成，保护层涂覆在所述辐射制冷功能层表面；保护层由高分子类成膜物质制备而成；辐射制冷功能层由氧化物块体材料制备而成，氧化物块体材料由无机氧化物制备而成，无机氧化物为氧化镁、氧化钡、氧化锆、氧化铈、氧化锌、氧化铝和氟化锂中的至少一种。本发明专利技术的日间辐射制冷块体材料在太阳光谱波段反射率超过95％，在8～13μm大气窗口波段高发射率，在2.5～8μm和13～25μm波段反射率较高。因此，本发明专利技术的日间辐射制冷材料对太阳辐射、大气逆辐射的吸收较少，可实现较好的制冷效果。可实现较好的制冷效果。可实现较好的制冷效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及日间辐射制冷
，尤其是一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]全球变暖以及能源问题的日益凸显，而制冷需求却在迅猛增加，因此寻找新型降温途径迫在眉睫。辐射制冷为节能冷却方式的一种，可结合水循环等降温方式，实现显著缓解能源消耗。
[0003]目前已有的日间辐射制冷材料多为红外宽波段高发射材料，不具备8～13μm高发射，其他波段高反射的光谱选择性，易接受大气辐射输入能量，造成辐射制冷性能下降。超材料及复合材料不易于规模化简易制备。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料及其制备方法、应用，用于克服现有技术中光谱选择性不佳、制备工艺复杂等缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料，由保护层和辐射制冷功能层组成，所述保护层涂覆在所述辐射制冷功能层表面；
[0006]所述保护层由高分子类成膜物质制备而成；
[0007]所述辐射制冷功能层由氧化物块体材料制备而成，所述氧化物块体材料由无机氧化物制备而成，所述无机氧化物为氧化镁、氧化钡、氧化锆、氧化铈、氧化锌、氧化铝和氟化锂中的至少一种。
[0008]为实现上述目的，本专利技术还提出一种如上述所述的具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：称取无机氧化物，湿法球磨，干燥后过筛，干压成型，烧结，得到氧化物块体材料；
[0010]S2：称取高分子类成膜物质，加去离子水混合成浆，涂覆在所述氧化物块体材料表面，流平后烘干，得到日间辐射制冷块体材料。
[0011]为实现上述目的，本专利技术还提出一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料的应用，将上述所述的日间辐射制冷块体材料或者上述所述的制备方法制备得到的日间辐射制冷块体材料应用在建筑、冷凝制水和温差发电中。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：
[0013]1、本专利技术提供的具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料，由保护层和辐射制冷功能层组成，保护层涂覆在所述辐射制冷功能层表面；保护层由高分子类成膜物质制备而成；辐射制冷功能层由氧化物块体材料制备而成，氧化物块体材料由无机氧化物制备而成，无机氧化物为氧化镁、氧化钡、氧化锆、氧化铈、氧化锌、氧化铝和氟化锂中的至少一种。本
专利技术的日间辐射制冷块体材料在太阳光谱波段反射率超过95％，在8～13μm大气窗口波段高发射率，在2.5～8μm和13～25μm波段反射率较高。这是由于块体材料表面晶粒尺寸大使得剩余反射带强度高，13～25μm波段反射率高，同时孔隙作为散射中心增强了对太阳光谱的反射。因此，本专利技术的日间辐射制冷块体材料在太阳光谱波段具有高反射率，同时兼具8～13μm大气窗口高发射率，可将物体的热量以红外波的形式发射到温度～
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270℃的太空，且完全自发，无需外界能量输入。因此，本专利技术的日间辐射制冷材料对太阳辐射、大气逆辐射的吸收较少，可实现较好的制冷效果。
[0014]2、本专利技术提供的具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料的制备方法工艺简单，周期短，成本低，适用于大批量生产。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术提供的具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料的结构图；
[0017]图2为实施例1中辐射制冷功能层表面形貌图；
[0018]图3为实施例1具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料的光谱吸收(发射)率曲线图。
[0019]附图标号说明：1保护层；2：辐射制冷功能层。
[0020]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0023]无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。
[0024]本专利技术提出一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料，如图1所示，由保护层1和辐射制冷功能层2组成，所述保护层1涂覆在所述辐射制冷功能层2表面；
[0025]所述保护层1由高分子类成膜物质制备而成；
[0026]所述辐射制冷功能层2由氧化物块体材料制备而成，所述氧化物块体材料由无机氧化物制备而成，所述无机氧化物为氧化镁、氧化钡、氧化锆、氧化铈、氧化锌、氧化铝和氟化锂中的至少一种。
[0027]色散关系表明，由于表面声子极化激元效应，一些离子晶体在红外存在不能通过晶体传播的频带，被称为剩余反射带(Restrahlen band)。通过保留一定体积大小孔隙可增
强对太阳光的反射。基于此，本专利技术通过氧化物剩余反射带的光学特性可以实现利用单一材料满足8～13μm高发射，其他波段高反射的光谱选择性。
[0028]优选地，所述日间辐射制冷块体材料的孔隙率为2.5～3％，孔径主要分布约100nm，晶粒粒径≥5μm。
[0029]优选地，所述无机氧化物的中位径为0.5～1μm
[0030]优选地，所述辐射制冷功能层的厚度为2～4mm。厚度太小，烧结易形变，同样工艺制备的厚度小致密度高，太阳光谱、8～13微米透过率高。厚度过大，需进行等静压处理，如不经过等静压处理则会致密度低，剩余反射带强度降低。
[0031]优选地，所述辐射制冷功能层的厚度为2～3mm。
[0032]优选地，所述保护层的厚度为8～45μm。太厚或者太薄都会影响光透过率。
[0033]优选地，所述保护层的厚度为10～20μm。
[0034]优选地，所述高分子类成膜物质为聚氧化乙烯、水性聚氨酯和聚偏氟乙烯
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六氟丙烯中的一种。选择的成膜物质成膜性好，太阳光谱、红外透过率高，高环保。
[0035]优选地，所述氧化物块体材料由氧化镁制备而成。使用纯氧化镁制备得到的辐射制冷功能层制冷性能更佳。
[0036]本专利技术还提出一种如上述所述的具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0037]S1：称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光谱选择性的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，由保护层和辐射制冷功能层组成，所述保护层涂覆在所述辐射制冷功能层表面；所述保护层由高分子类成膜物质制备而成；所述辐射制冷功能层由氧化物块体材料制备而成，所述氧化物块体材料由无机氧化物制备而成，所述无机氧化物为氧化镁、氧化钡、氧化锆、氧化铈、氧化锌、氧化铝和氟化锂中的至少一种。2.如权利要求1所述的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，所述日间辐射制冷块体材料的孔隙率为2.5～3％，晶粒粒径≥5μm。3.如权利要求1所述的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，所述无机氧化物的中位径为0.5～1μm。4.如权利要求1所述的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，所述辐射制冷功能层的厚度为2～4mm。5.如权利要求1所述的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，所述保护层的厚度为8～45μm。6.如权利要求5所述的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，所述保护层的厚度为10～20μm。7.如权利要求1所述的日间辐射制冷块体材料，其特征在于，所述高分子类成膜物质为聚氧化乙烯、水性聚氨酯和聚偏氟乙烯
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六氟丙烯中的一种。8.一种如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东青，万中伊欣，程海峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：