[发明专利]一种柔性光热转换复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光热材料技术领域，公开了一种柔性光热转换复合膜及其制备方法和应用。该方法包括将微米的Ti₂O₃通过球磨的方法将其颗粒尺寸磨到100nm左右，对球磨后的纳米Ti₂O₃分别用γ―氨丙基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲基溴化铵，硬脂酸和吐温80对纳米Ti₂O₃进行表面改性，将表面改性了的纳米Ti₂O₃与聚乙烯醇形成纳米复合镀层。将纳米复合材料溶于水中，然后铸造成型，待水分蒸发后，得到柔性的光热转换复合膜。该复合膜有良好的弯曲性能，能应用于各个灵活的部位，并且对太阳光有很好的吸收，吸收的太阳光转化为热能。

技术领域

本发明属于光热材料技术领域，特别涉及一种柔性光热转换复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

太阳能被公认为世界上最清洁的能源之一。尽管这些年太阳能的利用只占能源消耗中很少的一部分，但是由于环境的污染和化石燃料的过度使用，科研人员，环保主义者，监管人员和政治家都在关注如何最大化的利用太阳能这一清洁能源。截止目前，太阳能主要应用在以下三个方面：

光电转换是将太阳辐射能通过光伏效应转换成电能，转换设备主要是太阳能电池。当前，世界各国对于太阳能的利用都出现持续且迅速的增长，而作为太阳能利用的重要组件光伏电池，产量也在持续增长。在光伏电池生产中，中国自2006年以来增长迅猛，成为光伏电池产量最多的国家。同时我国也逐渐取代德国，成为每年与累计光伏系统安装最多的国家。

光化学催化是指物质由于光的作用而引起的化学反应。即物质在太阳光的照射下吸收光能而发生的化学反应。光催化已经成功应用于很多领域，例如在分子系统中，在光照条件下产生特定的建和连接；在半导体领域中，应用光催化能合成多种半导体氧化物颗粒。

光热转换是将太阳能转化为热能，转换的设备主要是太阳能平板集热器与真空管集热器。通过太阳光转换而来的热量可以用来发电，净化海水和其它生产活动。

近年来人们在不断改进光热转换的装置的同时也在寻找更加高效的光吸收材料。一般来说，提高光热转换效应有两个方面，一种是提高光能和热能的转换效率，例如纳米金颗粒就是利用其表面等离子体效应将吸收的光转化为热量从而增加环境温度。另一种是，提高对太阳光的吸收率，例如聚吡咯有机复合物和碳基复合材料等材料都对太阳光有较强的吸收从而显示有光热效应。理想的光热材料应该具备以下特征：(1)材料必须有很宽泛的吸收光谱(太阳辐射的波长范围在250nm—2500nm)。(2)有很低的辐射性能，以确保有很大的光热转换效率。(3)材料中的包含的元素必须是大量易得的，这样才能大规模的工业生产。近年来的研究表明，三氧化二钛(Ti₂O₃)的半导体禁带宽度只有0.1eV，这就意味着它能够吸收大阳辐射出来的所有波长的光。经研究发现，块体三氧化二钛能吸收太阳光中85.4％的能量，当它的颗粒尺寸减小到纳米尺寸的时，能提升该材料的太阳光吸收能力(达到太阳光能量的92.5％)。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种柔性光热转换复合膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的柔性光热转换复合膜。

本发明的又一目的在于提供上述柔性光热转换复合膜的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：