[发明专利]一种定向导热多孔辐射制冷薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种定向导热多孔辐射制冷薄膜材料，其特征在于，该材料是由外侧高反射率膜与内侧定向导热膜叠合而成；所述高反射率膜是由空心纳米微球分散到纤维素中通过相转换制备而成；所述定向导热膜是将MXene定向导热材料分散到纤维素中通过定向冷冻干燥制备而成；

所述定向导热多孔辐射制冷薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、定向导热材料制备：室温下，按MAX前驱体、LiF、37wt％稀盐酸的质量比为1:2:20～1:3:60，将MAX前驱体、LiF和37wt％的稀盐酸加入反应釜，混匀，反应24～48h，离心，用去离子水洗涤沉淀至洗涤液pH6，按沉淀与去离子水的质量比为1:2～1:3，向沉淀中加入去离子水，900W～1320W超声6h～12h，真空下抽滤，滤饼在60～80℃下干燥12～24h,得MXene定向导热材料；

步骤2、定向导热膜制备：混合溶液是质量比为1:2:4～1:4:10的NaOH、尿素、水溶液，室温下，按MXene定向导热材料、纤维素、混合溶液质量比为1:5:30～1:10:80，将步骤1制得的MXene定向导热材料、纤维素、混合溶液加入反应釜混匀，按混合物与无水乙醇的质量比为1:2～1:4，将无水乙醇加入到上述混合物中，静置8～16h，得湿凝胶，按湿凝胶和去离子水的质量比为1:2～1:3，向湿凝胶中加入去离子水，静置2～4h，过滤,得水凝胶，将水凝胶转移至模具中，在-80～-20℃下冷冻1～3h后，在-80～-40℃下干燥24～48h，得定向导热膜，膜厚为0.2～0.5mm；

步骤3、空心纳米微球制备：室温下，按聚乙烯吡咯烷酮、水、无水乙醇质量比为1:1:10～1:2:30，将聚乙烯吡咯烷酮、水、无水乙醇加入反应釜中混匀得混合物，按偶氮二异丁腈、苯乙烯、混合物的质量比为1:5:25～1:7:50，向混合物中加入偶氮二异丁腈和苯乙烯，在60～80℃下反应10～14h，过滤，按滤饼与无水乙醇的质量比为1:2～1:3，用无水乙醇洗涤滤饼3～4次，60～80℃下干燥24～48h，得聚苯乙烯微球；室温下，按氨水、前驱体、无水乙醇体积比为1:2:30～1:3:50，将氨水、酯类前驱体、无水乙醇加入反应釜中，混匀得混合溶液，按表面活性剂、聚苯乙烯微球、混合溶液质量比为1:3:40～1:5:80，向混合溶液中加入表面活性剂和上述制得的聚苯乙烯微球，反应24～48h，过滤，按滤饼与去离子水的质量比为1:2，用去离子水洗涤滤饼，干燥，按升温速率为1～5℃/min，升至400～700℃下煅烧1～3h，降至室温，得空心纳米微球；

步骤4、多孔辐射制冷薄膜材料制备：混合溶剂是体积比为1:2～1:9的丙酮和N-甲基吡咯烷酮溶剂，室温下，按空心纳米微球与纤维素的质量比为1:10～1:30，将步骤3中制得的空心纳米微球和纤维素加入到混合溶剂中，搅匀得混合物，将该混合物倾倒在玻璃模具中，玻璃模具底部覆盖由步骤2制得的定向导热膜，丙酮挥发得叠合膜，将叠合膜置于无水乙醇中浸泡2～6h，取出，在60～80℃下干燥3～6h得多孔辐射制冷薄膜材料，该膜材料的膜厚为0.3～1.1mm；

所述MAX前驱体为Ti₃AlC₂或Ti₂AlC；所述酯类前驱体为正硅酸乙酯或钛酸四丁酯。

2.根据权利要求1所述的定向导热多孔辐射制冷薄膜材料，其特征在于，所述空心纳米微球是以聚苯乙烯为模板。

3.根据权利要求1所述的定向导热多孔辐射制冷薄膜材料，其特征在于，所述MXene定向导热材料是利用原位生长氢氟酸法选择性刻蚀MAX前驱体、超声剥离、真空抽滤制备得到。

4.根据权利要求1所述的定向导热多孔辐射制冷薄膜材料，其特征在于，步骤3中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基磺酸钠。

5.根据权利要求1所述的定向导热多孔辐射制冷薄膜材料，其特征在于，步骤3中，所述纤维素为细菌纤维素或木质纤维素。