【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于被動日間輻射制冷領(lǐng)域，具體涉及一種sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、隨著近幾十年人口的急劇增長和工業(yè)的迅猛發(fā)展，能源消耗急劇上升，全球變暖現(xiàn)象日益嚴重。這一趨勢不僅加劇了對制冷技術(shù)的需求，同時也帶來了能源危機和環(huán)境問題的雙重挑戰(zhàn)。然而，傳統(tǒng)的壓縮式制冷系統(tǒng)，如空調(diào)，不僅消耗大量能源，還排放大量二氧化碳，加劇了能源危機和環(huán)境問題。因此，開發(fā)一種既環(huán)保又高效的制冷技術(shù)變得至關(guān)重要。
2、被動日間輻射冷卻(pdrc)技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢而備受關(guān)注。該技術(shù)利用地球表面物體通過大氣透明窗口(波長范圍為8-13um)向宇宙空間輻射熱量的能力，向接近絕對零度(約3k)的外太空排放熱量。這一過程無需外部能源輸入，即可有效降低物體表面溫度至接近環(huán)境溫度(約300k)。由于其被動性和可持續(xù)性，pdrc技術(shù)在節(jié)能建筑、太陽能電池板冷卻、個人熱管理、集水系統(tǒng)以及可穿戴設備冷卻等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。然而，在直射陽光下實現(xiàn)低于環(huán)境溫度的pdrc效果仍面臨挑戰(zhàn)。太陽輻射的強烈入射會導致大多數(shù)熱輻射材料吸收大量能量，迅速升溫，從而阻礙了有效的散熱過程。因此，設計和制造能夠在太陽輻射區(qū)域(波長范圍0.3-2.5um)具有高太陽反射率，并在中紅外區(qū)域(8-13um)具有高熱發(fā)射率的輻射制冷材料，對于實現(xiàn)高效的pdrc至關(guān)重要。
3、2014年，范等人通過實驗證明了具有多層光子結(jié)構(gòu)的pdrc材料具有較高的太陽反射和熱輻射。該材料由二氧化鉿(hfo2)和二氧化硅(sio2)交替組成，達到
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本專利技術(shù)提供了一種sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜制備方法。無需金屬反射層，制備方法簡單，且具有良好的適應性，在物體表面降溫、建筑物制冷等方面具有廣闊的應用前景。
2、本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種高效、低成本、可大規(guī)模生產(chǎn)的一種sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜及其制備方法。
3、本專利技術(shù)的目的之二在于提出了新型核殼結(jié)構(gòu)sio2@tio2用作填料，具有高的后向散射能力，有效提高了紫外可見波段的反射率，增強了綜合輻射制冷性能。
4、本專利技術(shù)合成的sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜材料是以sio2@tio2為填料，聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)為原料，n,n-二甲基甲酰胺(dmf)為溶劑，具體制備過程包括以下步驟：
5、1、稱取0.1-0.3g?sio2粉末至燒杯中，加入10ml乙醇和300ul水，攪拌均勻；
6、2、向上述溶液逐滴加入200-400ul鈦酸四丁酯，攪拌均勻；
7、3、將上述溶液轉(zhuǎn)移至特氟龍反應釜內(nèi)襯中，120-160℃水熱反應4h；
8、4、將上述反應所得產(chǎn)物洗滌、干燥后得到白色產(chǎn)物，即為sio2@tio2;
9、5、稱取1-2g?pmma，8-9g?dmf至燒瓶中，在80℃下攪拌1-3h，得到透明溶液；
10、6、稱取0.1-0.3g?sio2@tio2至上述透明溶液中，攪拌均勻，得到白色溶液；
11、7、將上述溶液滴在干凈的玻璃板上，通過刮刀刮涂獲得厚度為100-300um的白色涂層；
12、8、將涂層放置于通風處，進行干燥，固化后即可得到sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜。
13、本專利技術(shù)的有益效果
14、1、本專利技術(shù)提供一種sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜及其制備方法，其特征是以sio2@tio2為填料，pmma為原料，dmf為溶劑，僅需實驗室常用的普通設備，不需專用設備，工藝過程簡單易操作；
15、2、該方法獲得的sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜在紫外-可見-近紅外波段具有高達96.7%的反射率，在紅外波段具有95.8%的發(fā)射率；
16、3、該方法獲得的sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜在戶外測試中最高可達到10℃的亞環(huán)境制冷；
17、4、本專利技術(shù)所使用的藥品均無毒無害且價格低廉，制備后無需復雜繁瑣步驟，特別適合批量、低成本制備，適合工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)與商業(yè)化應用。
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1.一種SiO2@TiO2/PMMA輻射制冷薄膜的制備方法，具體制備過程包括以下步驟：稱取0.1-0.3g?SiO2粉末至燒杯中，加入10mL乙醇和300uL水，然后逐滴加入200-400uL鈦酸四丁酯，攪拌均勻后將溶液轉(zhuǎn)移至特氟龍反應釜內(nèi)襯中，120-160℃水熱反應4h，將所得產(chǎn)物洗滌、干燥后得到SiO2@TiO2；稱取1-2g?PMMA，8-9g?DMF至燒瓶中，在80℃下攪拌1-3h，得到透明溶液，加入0.1-0.3g?SiO2@TiO2至上述透明溶液中并攪拌均勻，將上述溶液滴在干凈的玻璃板上，通過刮刀刮涂獲得厚度為100-300um的涂層，將涂層放置于通風處，進行干燥，固化后即可得到SiO2@TiO2/PMMA輻射制冷薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiO2@TiO2/PMMA輻射制冷薄膜的制備方法，其特征在于，SiO2@TiO2以SiO2為核心，通過水熱反應在表面包覆一層TiO2顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiO2@TiO2/PMMA輻射制冷薄膜的制備方法，其特征在于，PMMA的用量為1.5g，DMF的用量為8.5g。
4.根據(jù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiO2@TiO2/PMMA輻射制冷薄膜的制備方法，其特征在于，所制備的輻射制冷薄膜在紫外-可見-近紅外波段具有高達96.7%的反射率，在紅外波段具有95.8%的發(fā)射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiO2@TiO2/PMMA輻射制冷薄膜的制備方法，其特征在于，所制備的輻射制冷薄膜在正午的戶外測試中能夠降低10℃。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜的制備方法，具體制備過程包括以下步驟：稱取0.1-0.3g?sio2粉末至燒杯中，加入10ml乙醇和300ul水，然后逐滴加入200-400ul鈦酸四丁酯，攪拌均勻后將溶液轉(zhuǎn)移至特氟龍反應釜內(nèi)襯中，120-160℃水熱反應4h，將所得產(chǎn)物洗滌、干燥后得到sio2@tio2；稱取1-2g?pmma，8-9g?dmf至燒瓶中，在80℃下攪拌1-3h，得到透明溶液，加入0.1-0.3g?sio2@tio2至上述透明溶液中并攪拌均勻，將上述溶液滴在干凈的玻璃板上，通過刮刀刮涂獲得厚度為100-300um的涂層，將涂層放置于通風處，進行干燥，固化后即可得到sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sio2@tio2/pmma輻射制冷薄膜的制備方法，其特征在于，si...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張譽瀚，董梓琪，郭增生，齊方正，楊曉冬，孫一強，李村成，
申請(專利權(quán))人：濟南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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