[发明专利]一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法，属于掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体技术领域。它的表达式为Cs_xSn_yBi_zW_{(1﹣x﹣y﹣z)}O₃，其中0﹤x﹤0.3，0﹤y﹤0.1，0﹤z﹤0.1，通过控制掺杂比例，可以调整目标产物的红外阻隔性能和可见光透过率。制得的Sn、Bi和Cs共掺杂的氧化钨纳米粉体，稳定性好，红外线阻隔达96～99%，可见光透过率75～90%，可应用于建筑、汽车、火车等户外隔热材料；相比于单一掺杂的氧化钨在500℃红外照射下红外阻隔衰减大于10%，Sn、Bi和Cs共掺杂氧化钨在同样条件下红外阻隔衰减小于1%；该Sn、Bi和Cs共掺杂的氧化钨纳米材料制作简单，工艺操作容易，环保性好，成本低，具有工业化应用前景。

技术领域

本发明涉及一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法，属于掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体技术领域。

背景技术

红外线占太阳光总能量的53%，分布在700～2400nm波长范围内，其热效应会导致环境温度升高。为实现建筑、汽车和户外设施等的隔热节能，人们通过使用隔热材料来阻隔红外线透过。阻隔红外线透过方式包括红外反射和红外吸收。其中，铯掺杂的氧化钨粉末对近红外区的太阳光有特强的吸收特性，并且可见光也能较多地透过。因此，在建筑、汽车和火车隔热玻璃膜等方面有很好的应用前景。

目前，单一掺杂的氧化钨在500℃红外照射下红外阻隔衰减大于10%。而纳米氧化锡，有好的可见光透过性和红外辐射性，纳米氧化铋有红外反射特性。因此本发明提供了一种Sn，Bi和Cs共掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体及其制备方法，它红外阻隔性能更加稳定，在更高温度的红外线照射下，红外阻隔率衰减较少。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体，它的表达式为Cs_xSn_yBi_zW_{(1﹣x﹣y﹣z)}O₃，其中0﹤x﹤0.3，0﹤y﹤0.1，0﹤z﹤0.1，通过控制掺杂比例，可以调整目标产物的红外阻隔性能和可见光透过率。

一种多元掺杂的氧化钨红外阻隔纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备原料：根据表达式Cs_xSn_yBi_zW_{(1﹣x﹣y﹣z)}O₃中W、Cs、Sn、Bi元素的摩尔比例，准确称取相应质量的二水合钨酸钠Na₂WO₄·2H₂O、碘化铯CsI、锡盐、铋盐；

（2）预处理：将已称量的原料进行物理破碎混合，混合完毕后加入反应釜；

（3）前驱体溶液制备：向反应釜中加入足量的反应溶剂，在真空高温反应釜中，持续混合1～5h；

（4）水热反应：将混合后的前驱体溶液放入合成反应釜，在180～600℃条件下，反应5～24h，然后自然冷却至室温，取下层沉淀过滤，充分洗涤干燥后粉碎；

（5）粉体烧成：将粉碎后的样品放入烧结炉中，充入保护气体，在200～1000℃条件下，煅烧2～12h，即得目标产物。

作为优选实例，所述步骤（1）中锡盐是氯化锡SnCl₄，铋盐是氯化铋BiCl₃、硫酸铋Bi₂(SO₄)₃、硝酸铋Bi(NO₃)₃·5H₂O中任意一种。