[发明专利]一种金属纳米线网和二氧化钒的复合薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种金属纳米线网和二氧化钒的复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：（1）配制金属纳米线涂覆液；（2）将金属纳米线涂覆液以下述方式中的一种或多种与VO₂复合，即可制备出金属纳米线网和VO₂的复合薄膜：（a）涂覆于基板形成金属纳米线网，再于所述金属纳米线网上涂覆VO₂膜层；（b）直接涂覆于已制备的VO₂膜层之上形成金属纳米线网；（c）与纳米VO₂粉体的涂覆液混合后再涂覆于基板；（d）VO₂薄膜和金属纳米线网分别覆于基板的两个表面。本发明制备工艺简单，环保、节能，且具备低温、大面积和低成本生产的优势。

技术领域

本发明属于建筑节能能材料技术领域，具体涉及了一种金属纳米线网和VO₂的复合薄膜的制备方法及其在建筑玻璃节能涂层方面的应用。

背景技术

节能是时代的主题。根据我国最新能源消耗数据，建筑能耗约已占社会总能耗的33％，是仅次于工业的第二大“能耗户”。建筑能耗当中，由于隔热性差及太阳能利用率低下等问题所引起的采暖制冷能耗所占比例最大；而从建筑构建来看，玻璃窗作为建筑与环境进行能量交换的主要通道而具有决定性作用。研究表明，通过窗玻璃的能量交换在冬季和夏季分别占总交换能量的48％和71％。所以窗户节能是建筑节能的重中之重。

在太阳光谱中，具有显著热效应的近红外光占有50％的能量，这部分能量在冬天引入室内有利于提高室内温度及居住的舒适度，但夏天进入室内会增加空调负荷。VO₂材料在68℃附近发生金属-绝缘体相变，可依据环境温度变化大幅度调节建筑玻璃对近红外光的摄入量。冬天环境温度低于相变点时，近红外光可以透过VO₂薄膜进入室内，维持室内温度；夏天温度高于相变点时，红外光的透过受到抑制，可降低室内温度、减少制冷消耗。VO₂材料已被认为时新一代高效智能节能窗的关键材料之一。

但是，对于建筑节能来说，除了太阳热辐射区域的光热利用外，还需要考虑室温物体黑体辐射区域(波长范围4.5～25μm)的能量控制。尤其是在冬季时，由于VO₂镀膜玻璃的发射率较高(0.82-0.84)，室内的大量热量通过吸收和二次辐射方式流失到室外，又增加了其采暖消耗。甚至研究表明，在不改善VO₂玻璃发射率的情况下，其智能窗的节能效果甚至不及普通玻璃。因此，赋予VO₂镀膜玻璃(或涂层)低发射率效果是进一步提升该种智能节能窗节能效率的关键。

目前用来降低VO₂薄膜发射率的体系主要采用镀制透明导电薄膜(包括Au、Ag等金属材料或ATO、FTO等掺杂氧化物材料)或者是将其纳米粒子与VO₂材料复合的形式。但不管是哪种形式，导电金属及掺杂氧化物在近红外光区的等离子体共振吸收都使VO₂的智能调光效果受到抑制，同时其可见光透过率也弱化严重，影响其使用性能。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种金属纳米线网和VO₂的复合薄膜的制备方法和应用。

本发明提供一种金属纳米线网和VO₂的复合薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

(1)配制金属纳米线涂覆液；

(2)将金属纳米线涂覆液以下述方式中的一种或多种与VO₂复合，即可制备出金属纳米线网和VO₂的复合薄膜：

(a)涂覆于衬底形成金属纳米线网，再于所述金属纳米线网上涂覆VO₂膜层；

(b)直接涂覆于已制备的VO₂膜层之上形成金属纳米线网；

(c)与纳米VO₂粉体的涂覆液混合后再涂覆于衬底；