[发明专利]一种具有微纳塔层结构的金属氧化物粉体及其制法

说明书

本发明公开了一种具有微纳塔层结构的金属氧化物粉体，所述粉体呈塔层状颗粒，塔层状颗粒先由金属氧化物纳米颗粒堆积形成纳米片，再由纳米片堆叠而成；相邻层级之间具有间隙；所述金属氧化物的化学式为Mn_xNi_(2‑x)Co₂O_y；其中，x＝0.6。本发明还公开了上述具有微纳塔层结构的金属氧化物粉体的制备方法。本发明具有微纳塔层结构的金属氧化物粉体，通过塔层的堆叠具有高的比表面积，从而有效提高对光的接触点，同时光又可以在塔层结构内部的塔层之间多次反射吸收，因此本发明材料在保证化学组成本身高吸收率、高发射率的同时又能依靠微纳塔层结构提高对光的吸收率和红外发射率。

技术领域

本发明涉及一种具有微纳塔层结构的金属氧化物粉体，还涉及上述金属氧化物粉体的制备方法。

背景技术

太阳能是一种清洁能源，利用太阳能最简单、最直接的方法是太阳能热转换法。然而，考虑到单位面积的能量密度较低，必须采用适当的技术收集太阳能，才能获得较高的光热转换效率。光谱选择性吸收涂层是太阳能光-热转化技术的核心，将集热性能良好的吸收粉体和树脂混匀、涂布于低发射率基底上，获得在太阳辐射波段(0.3～2.5μm)具有高的吸收率α，同时在红外波段(8～14μm)具有低的热发射率ε_T的选择性吸收涂层，从而达到利用太阳光集热的目的。

现有可制备选择性吸收涂层的粉体，如刘嘉成等人研究出的一种主要成分为CoCuMnO_x粉体，粉体的形貌主要为不规则的薄片杂乱的堆叠在一起，没有展现出一种特殊结构；Youngjin Kim等把锰掺杂到CuCr_(2-x)Mn_xO₄中，x＝1时出现太阳吸光度最高，它的形貌为一种不规则的形状；蔡二荣用共沉淀及溶胶凝胶法制备的FeMnCuO₄，粉体颗粒成圆形状，然后以不规则的方式堆叠；同课题组的王勇兵共沉淀及溶胶凝胶法及熔盐法制备了FeMnCuO₄，制备的粉体形貌都为不规则颗粒状，粒径较小，出现团聚现象，相比而言沉淀法制备的粉体团聚较为严重。从上述来看，目前可制备选择性吸收涂层的粉体，材料的高吸收率高发射率的机制基本仅靠化学组成本身来展现它的吸收率及发射率。

发明内容

发明目的：本发明目的之一旨在提供一种具有高吸收率、高发射率的金属氧化物粉体；本发明另一目的是提供上述金属氧化物粉体的制备方法。

技术方案：本发明所述的具有微纳塔层结构的金属氧化物粉体，所述粉体呈塔层状颗粒，塔层状颗粒先由金属氧化物纳米颗粒堆积形成纳米片，再由纳米片堆叠而成；相邻层级之间具有间隙；所述金属氧化物的化学式为Mn_xNi_(2-x)Co₂O_y；其中，x＝0.6。

其中，金属氧化物纳米颗粒的粒径为100nm，塔状颗粒的粒径为10um。

其中，上述金属氧化物粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将反应物料锰盐、钴盐、镍盐、结构导向剂和pH调节剂加入到水和乙二醇的混合溶剂中，充分溶解后得到溶液A；

(2)将溶液A在密封条件下于高温下反应，将反应后的产物清洗、干燥，得到产物前驱体；

(3)将产物前驱体置于高温下煅烧，得到呈微纳塔层结构的金属氧化物粉体。

其中，步骤(1)中，锰盐、钴盐、镍盐按化学计量比为3：10：7加入到水和乙二醇的混合溶剂中。

其中，步骤(1)中，所述结构导向剂为十六烷基三甲基溴化铵或六次甲基四胺；结构导向剂的加入量为加入物料总质量的2.5％～5％，优选3％～4％。