CN114165929A - 一种具有一体化透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体及其制备方法 - Google Patents
一种具有一体化透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114165929A CN114165929A CN202210020143.3A CN202210020143A CN114165929A CN 114165929 A CN114165929 A CN 114165929A CN 202210020143 A CN202210020143 A CN 202210020143A CN 114165929 A CN114165929 A CN 114165929A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- silane
- absorbing body
- methyltrimethoxysilane
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011240 wet gel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IWBUYGUPYWKAMK-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[N] Chemical compound [AlH3].[N] IWBUYGUPYWKAMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBMXAAKAFOKSPA-UHFFFAOYSA-N [N].[O].[Si] Chemical compound [N].[O].[Si] UBMXAAKAFOKSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQBLUJRVOKGWCF-UHFFFAOYSA-N [O].[AlH3] Chemical compound [O].[AlH3] CQBLUJRVOKGWCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001343 alkyl silanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum-oxygen-silicon Chemical compound 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/157—After-treatment of gels
- C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
- C01B33/1585—Dehydration into aerogels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/30—Auxiliary coatings, e.g. anti-reflective coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/60—Thermal insulation
- F24S80/65—Thermal insulation characterised by the material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种平板型太阳能集热器吸热体,该吸热体的外表面附着有硅烷气凝胶层。该硅烷气凝胶层通过以下方法获得:吸热体在含醇和甲基三甲氧基硅烷的气氛中进行等离子体处理的步骤;在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层的步骤;将硅烷湿凝胶层干燥形成硅烷气凝胶层的步骤。与现有技术相比,本发明的吸热体采用硅烷气凝胶作为其透光保温层,可以省去现有的透明盖板,避免使用透明盖板时产生的各种缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热器领域,具体涉及一种具有一体化的透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体透光保温结构制备方法。
背景技术
图1是现有平板型太阳能集热器一种典型的结构示意图,包括吸热体1、透明盖板2、隔热体3和壳体4,图2是一种典型的吸热体结构示意图,包括吸热材料11、排管12和集管13,太阳辐射能穿过透明盖板被吸热体采集并利用传热工质将吸热体热量通过的排管与集管向外传递输出利用。透明盖板一般采用玻璃盖板,其与吸热体之间的空气夹层起降低吸热体工作时的高温对周围环境的热交换损失,实现透光保温功能。该种透光保温方式主要存在以下问题:1.玻璃盖板自重较大,现场安装和使用均较困难。2.当吸热体温度较高时,空气层在集热器内部会出现自然对流,产生较大的对流热损失。3.空气层还会因有水汽等导致集热器起雾、腐蚀吸热涂层,减少集热器的使用寿命,同时水汽液化还会接触到玻璃盖板,引起凝雾或凝液现象,阻碍了阳光射入太阳能集热器内,影响集热器的集热效率。
发明内容
基于上述现有平板型太阳能集热器透光保温方式的不足,本发明的目的在于通过在平板型太阳能集热器吸热体上制备一体化的透光保温层,从而可以省去透明盖板,避免出现上述问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种平板型太阳能集热器吸热体,其特点在于,所述吸热体的外表面附着有硅烷气凝胶层。
一种平板型太阳能集热器,其特点在于,所述平板型太阳能集热器的吸热体采用如上所述的吸热体。
在平板型太阳能集热器吸热体上制备一体化的透光保温层的方法,包括:
吸热体在含醇和甲基三甲氧基硅烷的气氛中进行等离子体处理的步骤;
在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层的步骤;
将硅烷湿凝胶层干燥形成硅烷气凝胶层的步骤。
优选地,所述醇为乙醇和/或乙二醇。
通过蒸发醇和甲基三甲氧基硅烷的混合液体提供等离子体处理所需的醇和甲基三甲氧基硅烷。优选地,混合液体采用甲基三甲氧基硅烷、乙醇和乙二醇体积比为3:1:1的混合液体。
优选地,在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层的步骤包括:
将甲基三甲氧基硅烷、水、乙醇和酸混合形成含硅高分子溶胶;
将含硅高分子溶胶与碱混合后施于吸热体,老化,从而在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层。
更优选地,所述甲基三甲氧基硅烷、水、乙醇和酸的摩尔比为1:3:5:0.003。
优选地,所述酸为盐酸,所述碱为氨水。
优选地,老化的时间为1-4天。
更优选地,含硅高分子溶胶先与环己烷混合均质,再与碱混合。利用环己烷降低表面张力,以利于常压干燥,防止过大的表面张力破坏气凝胶骨架结构。
优选地,干燥的温度为50-120℃。
更优选地,硅烷湿凝胶层先在50℃干燥,再以5℃/小时的速率升温至85℃继续干燥。
利用低温等离子体发生装置,将反应气体(乙醇/乙二醇和甲基三甲氧基硅烷)激发为混合气体氛围的等离子体,通过混合气体氛围的等离子体在平板集热器吸热体表面发生刻蚀及聚合接枝作用,一方面将吸热体材料表面弱边界去除,让材料表面变的粗糙起伏,有利于硅烷气溶胶与吸热体的紧密结合;另一方面,利用乙醇/乙二醇和甲基三甲氧基硅烷混合等离子体化学聚合接枝作用在吸热体粗糙表面形成厚度很薄(几纳米到几百纳米)含有大量-COOH、-OH、-SiO-等活性官能的表面接枝聚合分子链,这些接枝分子链活性官能团能够与硅烷高分子溶胶产生复杂的化学键合及物理作用,从而极大增加硅烷在吸热体表面的结合强度。此外,等离子体还能在材料表面形成交联网状结构可以改变集热器材料表面的锚固力。
有益效果
1、室温条件下硅烷气凝胶导热系数仅为0.013w/(m·K),小于封闭条件下空气导热系数0.023w/(m·K),因此能产生更好的保温效果,防止热损失,同时硅烷气凝胶具有较好的透光性能。
2、硅烷气凝胶的密度仅为3kg/m3,极大程度的减轻了集热器的重量。
3、硅烷气凝胶与吸热体表面的吸热材料通过化学键形成一体化结构,具有较强的粘结强度。等离子体接枝乙醇/乙二醇和甲基三甲氧基硅烷后,可进一步加强硅烷气凝胶与吸热材料的粘结性能,粘结性至少提高50~100%。由于甲基三甲氧基硅烷是拥有双官能基团的分子结构,这些基团可与吸热板表面选择吸收性涂层的铝氮等金属氮化物形成铝-氧、铝-氧-硅、氮-氧、氮-氧-硅共价键,起到与太阳吸热板表面的选择吸收性涂层锚接作用;同时甲基三甲氧基硅烷易与前面制备的硅湿凝胶层通过水解和缩聚作用完全融合为一体。因此等离子体处理引发接枝聚合物在吸热板无机物质和湿凝胶有机物质界面之间架起“分子桥”,增强复合材料的性能。
4、由于以上化学键的作用力比其他作用力大得多,可以增强集热板表面与硅烷气凝胶界面的化学作用,阻止断裂时分子在界面上的相对滑动,把两种性质完全不同的材料连接在一起。
5、本发明的吸热体采用硅烷气凝胶作为其透光保温层,可以省去透明盖板,避免使用透明盖板时产生的各种缺陷。
附图说明
图1为现有平板型太阳能集热器的结构示意图。
图2为现有平板式平板型太阳能集热器的结构示意图。
图3为制备本发明的硅烷气凝胶透光保温层的流程示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但下述方法可以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施实例。
术语的定义:
吸热体,亦称板芯,是平板型太阳能集热器内通过吸热材料吸收太阳辐射能,并通过排管与集管向传热工质传递热量的部件,由吸热材料、集管、排管及其他附件共同组成。
吸热材料包括涂层和基材,是太阳能集热器内吸收太阳辐射能并转成热能的材料。
涂层也称表面或固态薄膜,通常是指薄膜厚度0.2μm ~0.5μm,起到太阳能光-热转换能效的薄膜。
基材:铝板、铜板、不锈钢等。
平板型太阳能集热器包括吸热体、透明盖板、隔热体、壳体。
《GB/T6424—2007平板型太阳能集热器》、《GB/T26974—2011平板型太阳能集热器吸热体技术要求》被全文引入做为本发明技术内容的一部分。
本发明的核心是在吸热体表面提供一种利用等离子体接枝联合溶胶凝胶法制备的一体化的透光保温层,从而无需使用传统的玻璃盖板,避免了传统玻璃盖板自重大、密封性和安全性不佳、使用寿命短、热损失较高等诸多技术问题。
本发明实施例采用惰性气体氩气作为等离子体处理前处理气体氛围,对于吸热体表面进行清洁刻蚀;利用乙醇/乙二醇和甲基三甲氧基硅烷混合等离子体作为等离子体接枝聚合单体氛围。利用等离子体中的高能电子及离子轰击,对吸热体表面的弱边界层物质进行清洁,消除弱边界层,增加吸热体表面粗糙度,从而使硅烷凝胶与吸热体接触面积增大并加强硅烷凝胶与吸热体的结合力。
在后续等离子体接枝处理时通入乙醇/乙二醇和甲基三甲氧基硅烷作为反应单体,利用介质阻挡放电产生反应单体混合等离子体,在吸热体表面发生聚合接枝反应,从而在吸热体表面产生含有丰富的羟基、羰基、硅氧基等活性官能团的接枝分子链,增强硅烷凝胶在吸热体表面的接枝效率,进一步提高硅烷凝胶的锚固力。
透光保温层的具体制备过程包括以下步骤:
(1)清洗射频放电或其他方式(如介质阻挡)发生的低温等离子体设备的反应室,保证反应室内部的清洁,再将太阳能吸热体置于反应室中央,关闭反应室及各路针阀,启动真空泵,抽至10Pa左右然后打开气瓶,将纯氩气通入反应室并通过进气阀控制气体流量使反应室压强保持在100Pa左右,启动电源进行等离子体放电进行预处理,预处理时间为140秒。预处理完毕后,关闭电源但真空泵继续进行抽真空,当反应室压强降到1Pa左右,将体积比为3:1:1的甲基三甲氧基硅烷、乙醇、乙二醇混合液体通过热浴加热蒸发引入反应室,控制反应室压强维持在40~55Pa启动电源进行等离子体放电接枝聚合反应,反应时间控制在200~240秒,反应完毕后,先关闭射频电源,然后再依次关闭进气阀门、真空泵。最后反应室通空气,打开反应室,取出太阳能吸热体。吸热体等离子体处理后应尽快完成放入模具进行溶胶凝胶处理,间隔时间越短越有利于增加气凝胶与吸热体上的结合力;
(2)SiO2气凝胶采用有机烷基硅烷为前驱体,其中有机烷基具有疏水性,制备的湿凝胶骨架具有低表面张力,以利于常压下的干燥。将甲基三甲氧基硅烷与去离子水、无水乙醇(起控制气凝胶密度作用)、盐酸(起催化作用)按照1:3:1:0.003的摩尔比混合后,搅拌40-60 min,使前驱体甲基三甲氧基硅烷充分水解缩聚反应,形成水解后的高分子溶胶液。向上述溶胶液中加入与去离子水体积比3:5的环己烷,采用高速均质仪搅拌混合均匀;
(3)事先制作用于在太阳集热器吸热体上浇覆水解溶胶液凝胶化的模具,将经步骤(1)处理后的吸热体放入后,将步骤(2)所制备的溶胶液按体积比8:1加入氨水快速混合,并在1min内将混合液倾倒入模具进行凝胶;
(4)将模具静置24小时进行凝胶老化,然后在恒温干燥条件下以50℃烘24小时,此后再以5℃/小时梯度升温至85℃烘干48小时形成固态的硅烷气凝胶透光保温层,然后脱模取出吸热体。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,在不脱离本发明原理的前提下,对发明改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种平板型太阳能集热器吸热体,其特征在于,所述吸热体的外表面附着有硅烷气凝胶层。
2.一种平板型太阳能集热器,包括吸热体,其特征在于,所述吸热体为权利要求1所述的吸热体。
3.在平板型太阳能集热器吸热体上制备一体化的透光保温层的方法,包括:
吸热体在含醇和甲基三甲氧基硅烷的气氛中进行等离子体处理的步骤;
在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层的步骤;
将硅烷湿凝胶层干燥形成硅烷气凝胶层的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述醇为乙醇和/或乙二醇。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过蒸发醇和甲基三甲氧基硅烷的混合液体提供等离子体处理所需的醇和甲基三甲氧基硅烷,优选地,混合液体中甲基三甲氧基硅烷、乙醇和乙二醇的体积比为3:1:1。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层的步骤包括:
将甲基三甲氧基硅烷、水、乙醇和酸混合形成含硅高分子溶胶;
将含硅高分子溶胶与碱混合后施于吸热体,老化,从而在吸热体的表面形成硅烷湿凝胶层。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述甲基三甲氧基硅烷、水、乙醇和酸的摩尔比为1:3:5:0.003。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述酸为盐酸,所述碱为氨水。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,老化的时间为1-4天。
10.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,干燥的温度为50-120℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210020143.3A CN114165929B (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种具有一体化透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210020143.3A CN114165929B (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种具有一体化透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114165929A true CN114165929A (zh) | 2022-03-11 |
CN114165929B CN114165929B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=80489195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210020143.3A Active CN114165929B (zh) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | 一种具有一体化透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114165929B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09217961A (ja) * | 1996-02-13 | 1997-08-19 | Matsushita Electric Works Ltd | 太陽集熱器 |
WO2005068918A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-07-28 | Dynax Corporation | ソーラーヒートコレクターパネル |
CN202494229U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-10-17 | 成都首能新能源开发有限公司 | 一种具有聚光透镜阵列的平板集热器 |
CN103525377A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 安科智慧城市技术(中国)有限公司 | 集热材料的制备方法及具有该集热材料的集热板和集热器 |
US20170174859A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Silica aerogel, heat-insulation material, and method for producing silica aerogel |
-
2022
- 2022-01-10 CN CN202210020143.3A patent/CN114165929B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09217961A (ja) * | 1996-02-13 | 1997-08-19 | Matsushita Electric Works Ltd | 太陽集熱器 |
WO2005068918A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-07-28 | Dynax Corporation | ソーラーヒートコレクターパネル |
CN1890511A (zh) * | 2003-12-03 | 2007-01-03 | 株式会社达耐时 | 太阳能聚热板 |
CN202494229U (zh) * | 2011-12-31 | 2012-10-17 | 成都首能新能源开发有限公司 | 一种具有聚光透镜阵列的平板集热器 |
CN103525377A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-22 | 安科智慧城市技术(中国)有限公司 | 集热材料的制备方法及具有该集热材料的集热板和集热器 |
US20170174859A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Silica aerogel, heat-insulation material, and method for producing silica aerogel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114165929B (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1920199B1 (en) | Method for producing nickel-alumina coated solar absorbers | |
CN111362589B (zh) | 一种耐候双层高增透镀膜玻璃及其制备方法 | |
WO2005111516A1 (fr) | Conduite de collecte de chaleur solaire de type conduite thermique en verre sous vide | |
CN108484963B (zh) | 一种常压干燥法制备酚醛气凝胶的方法及制得的酚醛气凝胶 | |
CN110182789B (zh) | 一种吸光隔热一体化光热蒸发材料及其制备方法和应用 | |
CN114605696B (zh) | 一种二氧化硅/芳纶纳米纤维多功能复合隔热气凝胶的制备方法 | |
CN110787745B (zh) | 一种二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法及二氧化硅气凝胶复合材料 | |
CN110218354A (zh) | 一种用于光热水蒸汽转化的聚乙烯醇碳纳米管凝胶材料 | |
CN109721060B (zh) | 一种防掉粉二氧化硅复合气凝胶及其制备方法 | |
CN111548524A (zh) | 一种柔性聚乙烯基倍半硅氧烷气凝胶的制备方法 | |
CN114165929B (zh) | 一种具有一体化透光保温层的平板型太阳能集热器吸热体及其制备方法 | |
CN113122190A (zh) | 一种气凝胶复合材料及其制备方法 | |
CN112138612A (zh) | 一种石墨烯-有机硅复合气凝胶的制备方法 | |
CN114316795B (zh) | 一种光伏玻璃 | |
CN112960719B (zh) | 一种高效净水的净水系统 | |
JPH10324579A (ja) | 断熱用透明多孔体とその製造方法及び製造装置 | |
CN116495817A (zh) | 一种齿轮状自旋转太阳能界面蒸发器及其制备方法 | |
CN109020474A (zh) | 二氧化硅气凝胶复合材料生产系统及生产方法 | |
CN112875711B (zh) | 一种梯度密度疏水氧化硅气凝胶的制备方法 | |
CN109896775B (zh) | 一种含有还原氧化石墨烯和聚合物的复合膜及其制备和应用 | |
CN102646756B (zh) | I-iii-iv族化合物太阳能电池用二氧化硅阻隔层的制备方法 | |
CN102838269A (zh) | 真空太阳集热管制备工艺 | |
CN117624716A (zh) | 一种分级孔球结构的聚合物多孔膜及其制备方法和应用 | |
CN117362911A (zh) | 一种陶瓷-聚合物双连续相绝缘材料及其制备方法 | |
US20240165574A1 (en) | Preparation Method Of High-Efficiency Gel For Seawater Desalination |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |