[发明专利]一种钛掺杂铯钨青铜粉体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钛掺杂铯钨青铜粉体及其制备方法，属于铯钨青铜材料技术领域。所述钛掺杂铯钨青铜粉体是采用钛离子取代铯钨青铜中部分钨离子得到的，其中钛离子与钨离子的原子百分比为0.01:0.099～0.1:0.9，通过调控钛掺杂量可以调控该粉体的可见光透过率以及近红外屏蔽率。先将含钛源的盐酸水溶液、含钨离子的乙醇溶液、铯源以及乙酸配制成溶剂热反应前驱液，然后进行溶剂热反应，最后对溶剂热反应产物进行退火处理，即得到所述钛掺杂铯钨青铜粉体，该粉体的制备方法操作简单，反应条件温和，反应时间短，产量高，而且制备的粉体具有较高的可见光透过率以及近红外屏蔽率，促进铯钨青铜在节能领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种钛掺杂铯钨青铜粉体及其制备方法，属于铯钨青铜材料技术领域。

背景技术

近年来，建筑能耗、工业能耗以及交通能耗并列为我国能源消耗的三大“耗能大户”，其中建筑能耗超过社会总能耗的40％，而窗口又是建筑能耗的最主要途径，这主要是因为窗口上安装的普通玻璃缺乏光谱选择性，具有较高的太阳热传输性能。太阳能辐射由紫外线、可见光和近红外光组成，其中近红外光占太阳能总辐射量的50％，因此有必要研制具有光谱选择性的节能窗涂层，屏蔽大部分近红外辐射的同时保持较高的可见光透过率，抑制室内温度的升高，减少制冷能耗和温室气体的排放以达到节能的目的。

相比于其他单相钨青铜，一价阳离子Cs⁺掺入氧化钨(WO₃)形成的铯钨青铜(Cs_xWO₃)具有优异的红外屏蔽和可见光透过性能，在近红外遮蔽和玻璃隔热方面具有广泛的应用前景。然而铯钨青铜的制备方法不同，其形貌差异较大，对光谱的选择性也有所不同。

目前制备铯钨青铜的方法通常为固相法和液相法。固相法通常需要在高温条件下通入还原性气体(混氢气体)，产物尺寸较大，结晶度及纯度不高。液相法包括水热法和溶剂热法，反应条件温和、操作简单、尺寸形貌相对可控，但水热法反应时间较长以及耗能较大，而溶剂法中使用的溶剂物理化学性质会直接影响产物的表面性能(如粒径和形貌等)，导致制备的材料光谱选择性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种钛掺杂铯钨青铜粉体及其制备方法，向铯钨青铜中掺杂适量的Ti后，明显提升了材料的可见光透过率以及红外屏蔽性能，应用于节能窗领域能够达到良好的节能效果；另外，采用溶剂法制备该粉体，制备方法操作简单，反应条件温和，反应时间短，易于规模化生产，而且确保制备的材料具有较高的可见光透过率以及近红外屏蔽率，促进铯钨青铜在节能领域的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种钛掺杂铯钨青铜粉体，所述粉体是采用钛离子取代铯钨青铜中部分钨离子得到的，其中钛离子与钨离子的原子百分比为0.01:0.099～0.1:0.9。

优选地，钛离子与钨离子的原子百分比为0.02:0.98～0.05:0.95；更优选钛离子与钨离子的原子百分比为0.03:0.97～0.05:0.95。

本发明所述钛掺杂铯钨青铜粉体是基于溶剂法制备得到的，具体包括以下步骤：

(1)将钛源溶解于盐酸水溶液中，得到钛前驱液；

(2)将含钨离子的乙醇溶液与钛前驱液以及铯源混合后，再加入乙酸并混合均匀，得到溶剂热反应前驱液；

(3)将溶剂热反应前驱液转移至反应釜中进行反应，溶剂热反应温度为220℃～240℃以及反应时间为16h～24h，反应结束后收集固体产物并进行洗涤、干燥，得到粉体产物；

(4)在氮气或惰性气体气氛下，对粉体产物进行退火处理，退火温度为400℃～600℃以及退火时间为30min～120min，退火处理后即得到所述钛掺杂铯钨青铜粉体。

其中，溶剂热反应前驱液中，铯离子与钨离子的摩尔比为(0.33～0.6):1；