[发明专利]一种分光谱的气凝胶太阳能集热管及制备方法

权利要求书

1.一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于：包括玻璃管(1)、气凝胶基体(2)、填充在气凝胶基体(2)内具有分光谱吸收的纳米颗粒(3)和增透膜层(4)，所述的气凝胶基体(2)为多孔结构，紧密附着在所述的玻璃管(1)外壁面上，其厚度为1-60mm；所述的纳米颗粒(3)在所述的气凝胶基体(2)内的填充因子从外到内为逐渐增大的渐变吸收层结构，从而对太阳光不同光谱进行选择性吸收并转化为热能；所述的增透膜层(4)为硅基高透光材料，且附着在所述气凝胶基体(2)的外壁和玻璃管(1)的内壁上；所述的具有纳米颗粒(3)的气凝胶基体(2)的总导热系数不超过0.2W/(m·K)。

2.根据权利要求1所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于：所述气凝胶基体(2)为二氧化硅气凝胶多孔材料，其最大孔隙为20nm。

3.根据权利要求1所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于：所述纳米颗粒(3)为掺铯氧化钨纳米或氧化铟锡颗粒，其当量直径范围为5-50nm。

4.根据权利要求1或3所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于：所述纳米颗粒(3)在所述的气凝胶基体(2)内从外到内的填充因子从0.01％逐渐升高到5％，从而实现对太阳光中超过600nm以上波长的光谱高效吸收，而对低于600nm以下波长的光谱高效透过。

5.根据权利要求1所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于：所述的增透膜层(4)厚度为80-200nm，其在太阳光谱从300-2500nm范围内透光率超过95％。

6.根据权利要求1所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于：所述的玻璃管(1)两端还分别具有金属与玻璃封接段(5)，用于多支分光谱的气凝胶太阳能集热管相互串联或并联。

7.根据权利要求6所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管，其特征在于，所述的金属与玻璃封接段(5)采用玻璃包附在金属内外壁的双面封接方式。

8.根据权利要求1-7之一所述的一种分光谱的气凝胶太阳能集热管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤①将纳米颗粒材料、气凝胶材料和增透膜材料分别制备好；

步骤②将纳米颗粒材料按不同填充因子分别加入到多份气凝胶材料内，形成多份具有不同纳米颗粒填充因子的气凝胶材料；

步骤③所述的玻璃管(1)在清洗、烘干后，将步骤②中的气凝胶材料按纳米颗粒填充因子由大到小顺序依次包附在玻璃管外壁上，并进行加热干燥与固化，形成具有纳米颗粒(3)的气凝胶基体(2)；

步骤④将增透膜材料采用溶胶-凝胶方法在具有气凝胶基体(2)的玻璃管(1)上进行浸膜，并进行加热干燥与固化，完成分光谱的气凝胶太阳能集热管的制备。