CN112337767A - 一种太阳能吸光涂层及其制备方法 - Google Patents

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谭淑娟
杨芷炎
李永超
张毅
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Abstract

本发明公开了一种太阳能吸光涂层的制备方法，过程如下，将Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、Co(NO3)2混合并溶解于无水乙醇中，70℃恒温搅拌制备成溶胶；在溶胶中加入聚乙二醇‑400后，采用喷枪喷涂于打磨后的基板表面；将基板表面膜层在70℃下烘干，再放入马弗炉以5℃/min升温至500℃，保温1h进行煅烧，然后随炉冷却至室温形成太阳能吸光涂层。本发明提供的制备方法，过程方便简单，对基板表面无特殊要求，可应用于复杂表面，进一步节约制备成本、降低制备难度；制得的吸光涂层具有好的耐高温性，在500℃条件下连续工作24h仍然保持良好的吸光度。

Description

一种太阳能吸光涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能吸光涂层及其制备方法，属于太阳能集热材料技术领域。
背景技术
从上世纪以来，全球工业快速发展，人们对绿色能源的需求也越来越迫切，寻找绿色环保的新能源成为一项重要的任务。太阳能作为一种重要的可再生能源，不仅储备量极大，而且分布广泛，成为重点研究对象。光热转换是一种重要的利用太阳能的形式，即将太阳的辐射能量通过集热系统聚集吸收，转化成热能的形式加以利用。目前市面上所用的太阳能集热元件大多是采用磁控溅射法制备而成，单次操作制备的面积有限而且制备成本昂贵，难以用于复杂表面吸光涂层的制备。
发明内容
目的：为了克服现有技术中制备成本高且不适用于复杂表面制备涂层的问题，本发明提供一种太阳能吸光涂层及其制备方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种太阳能吸光涂层的制备方法，过程如下：
将Fe盐、Ni盐、Co盐混合并溶于无水乙醇中，搅拌制备成溶胶；在溶胶中加入粘度调节剂后，涂覆于基板表面；将基板表面膜层烘干，再煅烧形成太阳能吸光涂层。
进一步地，所述Fe盐为Fe(NO3)3，Ni盐为Ni(NO3)2，Co盐为Co(NO3)2。
进一步地，所述Fe盐、Ni盐、Co盐的摩尔比为1:9:20。
进一步地，所述Fe盐、Ni盐、Co盐溶解于无水乙醇后，对混合液进行恒温搅拌；恒温条件采用恒温水浴锅实现，搅拌过程中温度维持在70℃。
进一步地，所述粘度调节剂为聚乙二醇-400。
进一步地，所述基板为304不锈钢，在涂覆涂层前对基板进行打磨处理。具体打磨过程为：先用400目砂纸打磨第一遍，再用800目砂纸打磨第二遍，最后用1500目砂纸打磨第三遍。
进一步地，采用喷枪喷涂方法在打磨后的基板表面涂覆成膜，喷枪压力设为0.4MPa，喷涂角度为90℃，喷涂速度为0.15m/s。
进一步地，基本表面膜层烘干时温度为70℃。
进一步地，所述煅烧条件为温度从室温以5℃/min升温至500℃，保温1h，然后自然冷却至室温。
一种太阳能吸光涂层，由上述方法制备得到，涂层材料中含有Fe、Ni、Co的氧化物。
有益效果：本发明提供的太阳能吸光涂层的制备方法，过程方便简单，对基板表面无特殊要求，可应用于复杂表面，进一步节约制备成本、降低制备难度；制备得到的吸光涂层具有好的耐高温性，在500℃条件下连续工作24h仍然保持良好的吸光度。
附图说明
图1为实施例1制备的吸光涂层的数码照片及反射光谱图；
图2为实施例2制备的吸光涂层的数码照片及反射光谱图；
图3为实施例3制备的吸光涂层的数码照片及反射光谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例1
1）用电子天平秤称取Co(NO3)2·6H2O晶体5.82 g，Ni(NO3)2·6H2O晶体2.62 g，Fe(NO3)3·9H2O晶体0.40 g，将三种晶体放入250 mL烧杯中，加入100 mL无水乙醇后充分搅拌，直至晶体完全溶解，将混合溶液置于70 °C水浴锅中挥发至只剩下10 mL；
2）取3 g挥发后所得溶胶于烧杯中，加入0.5 g聚乙二醇-400，充分搅拌后将混合溶液转移到喷枪中，调节喷枪压力为0.4 MPa，喷涂角度为90°，喷涂速度为0.15 m/s，将混合溶液喷涂在打磨好的304不锈钢基板上，喷涂层数为2层；
3）将喷涂好的样品置于70 °C烘箱中30 min后取出，转移到马弗炉内，设置升温速率为5 °C/min，升温到500 °C保温1 h后随炉冷却至室温后取出。
本实施例制得的涂层的发射率性能利用IR-2型双波段发射率型测试仪测试，涂层的吸光度性能利用UV-3600型紫外-可见-近红外分光光度计测试。
图1是实施例1获得的太阳能吸光涂层的反射光谱图以及数码照片，由图中可以看到，在可见光区域涂层的反射曲线较低，通过计算得到涂层吸光度为0.922，通过IR-2发射率仪测试可得涂层发射率为0.11。
实施例2
1）用电子天平称取Co(NO3)2·6H2O晶体11.64 g，Ni(NO3)2·6H2O晶体5.24 g，Fe(NO3)3·9H2O晶体0.80 g，将三种晶体放入250 mL烧杯中，加入150 mL无水乙醇后充分搅拌，直至晶体完全溶解，将混合溶液置于75 °C水浴锅中挥发至只剩下24 mL；
2）取3 g挥发后所得溶胶于烧杯中，加入0.6 g聚乙二醇-400，充分搅拌后将混合溶液转移到喷枪中，调节喷枪压力为0.4 MPa，喷涂角度为90°，喷涂速度为0.15 m/s，将混合溶液喷涂在打磨好的304不锈钢基板上，喷涂层数为2层；
3）将喷涂好的样品置于70 °C烘箱中30 min后取出，转移到马弗炉内，设置升温速率为5 °C/min，升温到500 °C保温1 h后随炉冷却至室温后取出。
本实施例制得的涂层的发射率性能利用IR-2型双波段发射率型测试仪测试，涂层的吸光度性能利用UV-3600型紫外-可见-近红外分光光度计测试。
图2是实施例2获得的太阳能吸光涂层的反射光谱图以及数码照片，由图中可以看到，在可见光区域涂层的反射曲线较低，通过计算得到涂层吸光度为0.924，通过IR-2发射率仪测试可得涂层发射率为0.11。
实施例3
1）用电子天平称取Co(NO3)2·6H2O晶体5.82 g，Ni(NO3)2·6H2O晶体2.62 g，Fe(NO3)3·9H2O晶体0.40 g，将三种晶体放入250 mL烧杯中，加入100 mL无水乙醇后充分搅拌，直至晶体完全溶解，将混合溶液置于70 °C水浴锅中挥发至只剩下15 mL；
2）取3 g挥发后所得溶胶于烧杯中，加入0.5 g聚乙二醇-400，充分搅拌后将混合溶液转移到喷枪中，调节喷枪压力为0.4 MPa，喷涂角度为90°，喷涂速度为0.15 m/s，将混合溶液喷涂在打磨好的304不锈钢基板上，喷涂层数为3层；
3）将喷涂好的样品置于70 °C烘箱中30 min后取出，转移到马弗炉内，设置升温速率为5 °C/min，升温到500 °C保温1 h后随炉冷却至室温后取出。
本实施例制得的涂层的发射率性能利用IR-2型双波段发射率型测试仪测试，涂层的吸光度性能利用UV-3600型紫外-可见-近红外分光光度计测试。
图3是实施例3获得的太阳能吸光涂层的反射光谱图以及数码照片，由图中可以看到，在可见光区域涂层的反射曲线较低，通过计算得到涂层吸光度为0.920，通过IR-2发射率仪测试可得涂层发射率为0.12。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：制备过程如下，
将Fe盐、Ni盐、Co盐混合并溶解于无水乙醇中，搅拌制备成溶胶；在溶胶中加入粘度调节剂后，涂覆于基板表面；将基板表面膜层烘干，再煅烧形成太阳能吸光涂层。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：所述Fe盐为Fe(NO3)3，Ni盐为Ni(NO3)2，Co盐为Co(NO3)2。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：所述Fe盐、Ni盐、Co盐的摩尔比为1:9:20。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：所述Fe盐、Ni盐、Co盐溶解于无水乙醇后，对混合液进行恒温搅拌。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：所述粘度调节剂为聚乙二醇-400。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：所述基板为304不锈钢，在涂覆涂层前对基板进行打磨处理。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：采用喷枪喷涂方法在打磨后的基板表面涂覆成膜。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：基板表面膜层烘干时温度为70℃。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能吸光涂层的制备方法，其特征在于：所述煅烧条件为温度从室温以5℃/min升温至500℃，保温1h，然后自然冷却至室温。
10.一种太阳能吸光涂层，由权利要求1所述方法制备得到，其特征在于：涂层材料中含有Fe、Ni、Co的氧化物。
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