[发明专利]一种空心棒状MgF2粒子的制备方法及其在自清洁减反膜中的应用

说明书

本发明属于无机材料制备领域，特别涉及一种空心棒状MgF₂粒子的制备方法及其在自清洁减反膜中的应用，利用该空心棒状MgF₂粒子与SiO₂粒子复合后，提拉‑浸渍法镀制一层薄膜，经250℃烘干后得到具有超疏水性的、可见光范围内最高透光率可达97％以上的自清洁减反膜。

技术领域

本发明属于无机材料制备领域，特别涉及一种空心棒状MgF₂粒子的制备方法及其在自清洁减反膜中的应用。

背景技术

太阳能由光转换成热或电能的效率一直是太阳能利用的重要评价指标，而转换效率的大小与太阳光的透过率高低有着直接的关系。太阳能系统中一个重要的组成部分便是太阳能表面的玻璃盖板，其对太阳能组件起到支撑保护的作用。而应用于室外的太阳能系统中的玻璃盖板表面经常遭受外界环境中的灰尘污染，导致玻璃的透光率急剧下降，降低了太阳能的利用效率。虽然人工清洗在一定程度上可以解决玻璃表面的污染问题，但是实际应用的太阳能组件通常具有极大的工作面积，要完成全部的表面清洗工作变得几乎不可能。此外，玻璃表面的多次擦拭容易产生划痕，对其透光率也会产生一定的影响。因此，如何制备一种多功能玻璃表面减反膜，使其在可见光区保持高透过率的前提下还兼具优秀的自清洁性能，具有很大的实际应用意义。

当表面的水接触角大于150°且滞后角低于5°时，则把该表面定义为超疏水表面。由于超疏水表面能够保持液滴在表面的自由滑落从而将表面附着的污渍带离起到自清洁效果，因而在过去的几十年间引起了大量的关注。随着研究的深入，人们发现这种表面的超疏水性与其表面结构和化学组成有着很大的关系。以荷叶为例，其表面有着层次分明的数百纳米甚至是微米级的等级结构，而在每个结构单元的表面上又布满了大量的乳突，这种由大量凸起组成的凹槽能够有效的包裹着空气，从而避免水滴的完全铺展。当然，仅仅是这种粗糙结构还不能够完全解释荷叶的超疏水性，进一步的研究发现，在乳突的表面还分布着一层疏水性蜡状物，形成了由物理结构和化学组成相结合得到的天然疏水性表面。

发明内容

本发明提供了一种空心棒状MgF₂粒子的制备方法及其在自清洁减反膜中的应用，

空心棒状MgF₂粒子的制备方法为：将乙酸镁四水合物C₄H₁₄MgO₈固体加入到无水CH₃OH中，搅拌至固体完全溶解，作为分散液A；将HF溶液加入到无水CH₃OH中，混合均匀，作为分散液B；之后将分散液B滴加到分散液A中，并对得到的混合体系水热反应，冷却，最终得到空心棒状MgF₂粒子的溶胶，

乙酸镁、HF、总的CH₃OH的摩尔比为1：2：250，

水热反应的时间为24小时，反应温度为240℃。

上述空心棒状MgF₂粒子在自清洁减反膜中的应用为，利用该空心棒状MgF₂粒子与SiO₂粒子复合构建自清洁减反膜，工艺步骤为：

(1)实心SiO₂纳米粒子溶胶的制备

以正硅酸四乙酯(TEOS)、H₂O、无水乙醇(EtOH)、氨水(NH₄OH)按照传统的水解法制备结构规整、尺寸可控的SiO₂纳米粒子溶胶，

将EtOH、H₂O、TEOS和NH₄OH混合后于恒温水浴锅中30℃密闭搅拌6小时，再于30℃下恒温陈化3天，将得到的蓝白色溶胶置于通风橱中，敞口搅拌除氨(湿润的pH试纸靠近杯口正上方，以试纸在一段时间内不变色表示溶胶中氨已除尽)，得到实心SiO₂纳米粒子溶胶，