一种彩色制冷膜制造技术

本发明专利技术公开了一种彩色制冷膜。本发明专利技术实现了一种结合光致发光和辐射制冷的彩色制冷膜，基底为具备优异辐射制冷性能的聚合物纳米纤维膜，在纤维上复合光致发光材料。聚合物纳米纤维膜具备高的中红外发射率，能够带来优异的辐射制冷性能，而光致发光材料在可见光波段的具备选择性吸收，且在实现显色的同时将吸收的可见光波段能量在发光波段发射出去，降低了太阳光对体系的加热效应。该彩色制冷膜可以实现全色域显色，且在太阳光波段的反射率可以达到80％以上，在大气窗口波段的发射率可达到95％。95％。95％。

A color refrigeration film

【技术实现步骤摘要】
一种彩色制冷膜


[0001]本专利技术涉及辐射制冷材料
，具体涉及一种彩色制冷膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]快速的人口增长和工业化加剧了全球变暖，并使得制冷对于生产生活变得越来越必要。然而，空调等传统的制冷技术不仅能耗巨大，而且会排放温室气体和有害气体，造成环境问题。同时，传统制冷方法产生的热量进一步使环境变暖，从而造成恶性循环的困境。因此，开发可再生和节能的制冷技术具有重要意义。
[0003]辐射制冷作为一种被动制冷方案，可以在不消耗能源的情况下为物体提供降温。与空调等传统制冷方法不同，它通过辐射将热量散发到寒冷的宇宙(3K)。根据普朗克定律，温度约为300K的地球表面辐射集中在2.5～50μm的波长范围内。同时，受到地球所有大气成分的综合影响，8～13μm之间的特殊大气窗口具有高度透明性。因此，大部分陆地区域都可以通过透明的大气窗将热量高效地辐射到寒冷的宇宙中，来进行散热降温。然而在白天，太阳对辐射制冷器的加热会严重影响制冷效果，因此为了，提高在可见光波段的发射率，绝大多数辐射制冷材料都设计为白色或银色，但是具体到实际的应用场景，如人体织物、建筑外墙等，出于对美观或者警示，都有彩色的需求，如何在实现彩色的同时，还保证尽可能高的制冷功率，是一个非常有意义的研究方向。
[0004]公开号为CN113954453A的专利技术专利，公开了一种彩色双层辐射制冷膜及其制备方法。所述彩色双层辐射制冷膜包括层叠贴合的辐射制冷底层和彩色层，所述辐射制冷底层包括SiO2微球、增稠剂和粘接剂；所述彩色层包括Au
‑
Ag纳米微球、增稠剂和粘接剂，通过将辐射制冷底层和彩色层通过粘结剂层叠贴合粘连即可。

技术实现思路

[0005]本专利技术实现了一种高降温性能的彩色制冷膜，所述彩色制冷膜在呈现颜色的同时，具备在太阳光波段的高反射率以及在中红外波段的高发射率。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种高降温性能的彩色制冷膜，基底为具备优异辐射制冷性能的聚合物纳米纤维膜，在纳米纤维上复合光致发光显色材料。其中：所述光致发光材料通过成键的形式与纳米纤维结合，所述结合键主要是金属
‑
O键。
[0008]一种彩色制冷膜，所述彩色制冷膜是在纳米纤维上负载光致发光材料，所述纳米纤维与光致发光材料通过Pb
‑
O键、Se
‑
O键、Te
‑
O键、In
‑
O键结合。所述光致发光材料为CsPbX3量子点，其中X代表卤族元素；CdSe量子点、CdTe量子点、InP量子点或其混合物。
[0009]所述纳米纤维辐射制冷基底在大气透明窗口(8～13μm)的发射率要达到95％以上。所述光致发光材料需要在可见光波段的具备选择性吸收，且发射峰位于可见光区域。
[0010]进一步地，所述纳米纤维辐射制冷基底选取的聚合物包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)、醋酸纤维素(CA)等。
[0011]进一步地，所述光致发光材料为CsPbX3量子点(纳米晶)，其中X代表卤族元素，包括Cl、Br、I。
[0012]进一步地，所述彩色制冷膜的颜色需要调节CsPbX3中卤族元素的比例来实现不同颜色。
[0013]进一步地，CsPbI3表现为红色，CsPbI2Br3表现为黄色，CsPbI
0.5
Br
2.5
表现为黄色，CsPbBr
2.5
Cl
0.5
表现为蓝色等。
[0014]进一步地，光致发光材料一般通过溶液法制备，优选地，光致发光材料的浓度在0.001～0.01g/ml最佳。
[0015]进一步地，CsPbX3的量子产率达到50％以上，量子产率80％以上能够带来更好的制冷效果。
[0016]进一步地，CsPbX3量子点是通过喷涂、浸泡的方式复合在纳米纤维辐射制冷基底上。
[0017]通过静电纺丝技术制备出白色的具备红外高发射率的聚合物纳米纤维薄膜基底，静电纺丝(Electrospinning)是静电纺丝是一种广泛应用的纤维形成技术，利用高压电力直接生产聚合物纤维的直径可以覆盖纳米到微米的范围，该工艺尤其适合制备具有可控孔隙结构的新型纳米纤维和织物。
[0018]相较传统纤维，静电纺丝纤维具有各种优点，如高表面积与体积比、可调孔隙率等，同时该技术能够灵活地改变纳米纤维的组成和结构以获得所需的性能和功能。
[0019]本专利技术的彩色制冷膜兼具显色的功能性和优异制冷性能，可以应用到纺织品、建筑和电子设备等多个需要降温的领域。
[0020]有益效果
[0021]该彩色制冷膜可以实现全色域显色，且在太阳光波段的反射率可以达到80％以上，在大气窗口波段(8～13μm)的发射率可达到95％。基于上述光谱特性，本彩色制冷膜可以实现低于环境温度的降温效果，温差可以在4℃左右。因此，该彩色制冷膜兼具显色的功能性和优异制冷性能，可以应用到建筑、电子设备和纺织品等多个领域。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的实物图
[0023]图2为本专利技术的太阳光波段光谱反射率表征
[0024]图3为本专利技术的中红外波段光谱发射率表征
[0025]图4为本专利技术户外降温的温度测试
[0026]图5为本专利技术制冷功率的测试数据
[0027]图6为本专利技术与同色布料的降温对比试验
[0028]图7为本专利技术实施例1的傅里叶红外光谱
[0029]图8为本专利技术实施例1的量子产率统计图
具体实施方式：
[0030]本专利技术所制备的彩色制冷膜主要通过两步法制备，首先制备出纳米纤维辐射制冷基底，然后将光致发光材料通过浸泡、喷涂等多种方式复合到纳米纤维基底上。
[0031]实施例1
[0032]选取醋酸纤维素作为基底材料，(Cellulose acetate，简称CA)纳米纤维膜的主要步骤为：首先以1∶4的体积比将丙酮和N，N
‑
二甲基甲酰胺(N，N
‑
Dimethylformamide，简称DMF)混合，然后在混合溶液中加入17％质量分数的醋酸纤维素粉末，通过磁力搅拌以形成澄清溶液，在静电纺丝机约18kV的电压差和4mL h
‑1的质量流量进行静电纺丝，成功地制备出醋酸纤维素纳米纤维薄膜。
[0033]基于高温油相反应法制备CsPbX3纳米晶，制备步骤为：将十八烯、PbX2、油胺和油酸加入三颈瓶中，升温到120℃，升温需要在N2保护下保持20min，使PbX2完全溶解，然后升温到150℃，快速加入1mL油酸铯溶液，5s后，将反应混合物在冰水浴中冷却。PbX2之间比例需要视所需的样品颜色而定，如表1所示。将原始溶液冷却至室温后，放入离心机分离。离心完毕后，倒出上层清液，所得的沉淀即为CsPbX3量子点，将其溶解在环己烷中，最终得到的CsPbX3量子点溶液。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种彩色制冷膜，其特征在于，所述彩色制冷膜是在纳米纤维上负载光致发光材料，所述纳米纤维与光致发光材料通过Pb
‑
O键、Se
‑
O键、Te
‑
O键、In
‑
O键结合。2.根据权利要求1所述的彩色制冷膜，其特征在于，所述纳米纤维为聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、醋酸纤维素。3.根据权利要求1所述的彩色制冷膜，其特征在于，所述光致发光材料为CsPbX3量子点，其中X代表卤族元素；CdSe量子点、CdTe量子点、InP量子点或其混合物。4.根据权利要求3所述的彩色制冷膜，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斌，王雪旸，王帅豪，朱嘉，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：