[发明专利]一种铯钨青铜/氧化钨复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种铯钨青铜/氧化钨复合材料的制备方法，包括如下步骤：在常压、室温下，将钨酸、铯盐加入去离子水中，搅拌均匀后加入乙二醇，搅拌得反应液；160‑240℃下反应，离心、洗涤、干燥，得铯钨青铜/氧化钨复合材料；其中，反应液中钨酸与铯盐的质量之比为1:(0.22‑1.86)，反应液中铯盐的浓度为0.008‑0.043g/mL。该方法中，铯钨青铜和氧化钨是同时生成的，复合材料中两者混合分布均匀，复合材料的各个部位的性能完全一致。此外，该制备工艺简单，重复性好，且可以实现规模化生产，具有良好的应用价值。同时，所得复合材料具有良好的红外光线吸收性能，在波长为1200‑2500nm的范围内，近红外光的最低透光率为10％。

技术领域

本发明涉及近红外吸收材料技术领域。更具体地，涉及一种铯钨青铜/氧化钨复合材料的制备方法。

背景技术

在社会总能源消耗中，建筑消耗占据了约30％，建筑能耗相对于其他能耗时间更集中。研究表明，建筑物室内73％的热量从窗户进入的，而传入的热量主要来源于太阳光。太阳辐射的波段主要有紫外光波段(240～400纳米)、可见光波段(400～780纳米)以及近红外波段(780～2500纳米)。近红外波段约占太阳总能量的52％，普遍认为该波段为热量的主要来源。普通玻璃对太阳光不能选择性透过，因而在可见光透过的同时，位于近红外光区的热量也大量透过，引起室内温度升高，使空调等降温设备的负担加重，浪费能源。所以一种能够屏蔽近红外线的材料受到广泛关注(Wu X,Wang J,Zhan G,et al.Applied CatalysisB:Environmental,2017,201:128-136.)。

复合材料可以将两种不同材料独特、优异的性能结合在一起，复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。钨青铜型材料是一种非化学计量比的半导体材料，有着良好的压电、铁性、非线性光学性能等。其化学方程式为M_xWO₃，x取值在0～1之间，具体取值取决于阳离子的掺杂量。M离子可以是一价的碱金属离子、二价金属离子、稀土元素等。(Liu J,Luo J,ShiF,et al.Journal of Solid State Chemistry,2015,221:255-262.)。在众多的钨青铜材料中，铯钨青铜有其独特的导电性、超导性、光致变色性、电致变色性以及光学性能等，尤其它独特的光学性能，对近红外区域有着很强的屏蔽近红外的功能。WO₃是一种具有较窄禁带宽度的半导体材料，已经广泛的应用于太阳能电池、燃料电池、光催化、智能窗户等领域。目前，单独制备铯钨青铜和氧化钨的原料和方法有很多。而将两种材料混合在一起的方法主要是球磨法。该方法成本低，操作简单，但是所制备的材料存在纯度低，组分分布不均匀的缺点。在材料中，组分分布不均会极大的影响材料的性能。

因此需要开发一种将铯钨青铜和氧化钨两种组分均匀复合的制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种铯钨青铜/氧化钨复合材料的制备方法，该方法以钨酸、铯盐为原料，经过简单的溶剂热过程，可制得铯钨青铜和氧化钨均匀混合分布的复合材料。

本发明的另一个目的在于提供一种由上述方法制备得到的铯钨青铜/氧化钨复合材料。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种铯钨青铜/氧化钨复合材料的制备方法，包括如下步骤：

在常压、室温下，将钨酸、铯盐加入去离子水中，搅拌均匀后加入乙二醇，搅拌得反应液；160-240℃下反应，离心、洗涤、干燥，得铯钨青铜/氧化钨复合材料；

其中，反应液中钨酸与铯盐的质量之比为1:(0.22-1.86)，所述铯盐的浓度为0.008-0.043g/mL。

在具体的实施过程中，反应液的制备过程包括：