CN115094497A - 一种金属基光热构件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属基光热构件及其制备方法，涉及光热技术领域，以解决光热转换材料光捕获能力差以及光热涂层热稳定性差的技术问题。金属基光热构件的制备方法，金属为铜或铜合金，制备方法包括：将金属作为阳极在电解液中进行阳极氧化，得到表面具有氧化铜的光热元件；阳极氧化的电压为0.1V～20V，温度为5℃～80℃；电解液为MOH溶液，其中M为K、Na、L i、Rb、Cs或Fr中的一种。本发明提供的金属基光热构件用于太阳光的光热转换。

Description

一种金属基光热构件及其制备方法

技术领域

本公开涉及光热领域，尤其涉及一种金属基光热构件及其制备方法。

背景技术

光热管是实现太阳能光热转换的重要组件，为了适应太阳能的宽光谱、低强度和间歇性的特点，通常采用在透明玻璃材质的表面涂敷光吸收层。但是，这类玻璃材质的导热性较差，且涂覆层与玻璃基体之间存在界面，影响光的捕获能力且容易脱落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属基光热构件及其制备方法，以解决光热转换材料光捕获能力差以及光热涂层热稳定性差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种金属基光热构件的制备方法，所述金属为铜或铜合金，所述制备方法包括：

将所述金属作为阳极在电解液中进行阳极氧化，得到表面具有氧化铜的光热元件；

所述阳极氧化的电压为0.1V～20V，温度为5℃～80℃；

所述电解液为MOH溶液，其中M为K、Na、Li、Rb、Cs或Fr中的一种。

根据本公开的至少一个实施方式，在所述阳极氧化之前还包括预处理，所述预处理为对所述金属表面进行打磨、抛光、清洗、干燥或封装中的一种或多种；

在所述阳极氧化处理之后还包括后处理，所述后处理包括清洗、干燥或热处理的一种或多种。

根据本公开的至少一个实施方式，所述电解液的溶剂包括水、乙二醇或甘油的一种或多种任意比例的组合。

根据本公开的至少一个实施方式，所述电解液的浓度为0.1mol·L^-1～10mol·L^-1。

根据本公开的至少一个实施方式，在所述阳极氧化步骤中，所述电解液的流动速度为1mL·min^-1～1000mL·min^-1。

根据本公开的至少一个实施方式，所述阳极氧化的时间为1min～360min。

根据本公开的至少一个实施方式，所述氧化铜为纳米片状结构层，所述结构层的厚度为0.5μm～5μm。

根据本公开的至少一个实施方式，所述金属为管状或片状的构件。

根据本公开的至少一个实施方式，所述阳极氧化的电流密度至少具有第一阶段和第二阶段，所述第一阶段的电流密度为从3.5mA·cm^-2降至2mA·cm^-2，所述第一阶段持续时间为150s～300s；

所述第二阶段的电流密度为从2mA·cm^-2降至1mA·cm^-2，所述第二阶段持续时间为50s～150s。

相对于现有技术，本发明的金属基光热构件制备方法，使用阳极氧化法在铜基材料表面，包括铜或者其合金表面，生成黑色的氧化铜涂层。作为一类重要的半导体材料，氧化铜涂层可通过本制备方法调节几何参数，可以实现高可见光吸收率和低红外发射率。同时，本发明的制备方法通过将阳极氧化电压控制为0.1V～20V，温度为5℃～80℃，在此条件下制备的氧化铜涂层热稳定性相对于现有技术提高。由于铜金属的导热性更高，解决了玻璃基光热构件导热性差以及脆性大的问题。采用本制备方法制备的光热构件，实现可移动、模块化和便携化，具有重要的工程应用价值，

进一步地，本发明制备方法可在铜基金属表面原位生长出氧化铜，可通过工艺对其几何参数进行控制，涂层厚度可控，且均匀，光吸收能力更强。而且由于一步制成，电解液采用碱金属的氢氧化物，可以控制成本，成本更为低廉，生产过程绿色高效。例如在阳极氧化步骤中，电压仅为0.1V～20V，温度为5℃～80℃，甚至室温下即可实现相应生产。

本发明的另一目的在于还提供一种金属基光热构件，采用上述的制备方法制造而得，在铜或其合金表面至少具有一层均匀的纳米片状氧化铜结构层，所述结构层的厚度为0.5μm～5μm。

相对于现有技术，本发明所述的金属基光热构件具有以下优势：

所述金属基光热构件与上述金属基光热构件制备方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的实施例1的电流密度-时间曲线。

图2是根据本公开的实施例1的涂层的SEM图，其中a为涂层的SEM图，b为涂层截面的SEM图。

图3是根据本公开的实施例1的涂层的XRD图。

图4是根据本公开的实施例1的涂层UV–vis–NIR吸收光谱图。

图5是根据本公开的实施例1的光热管与未涂层的铜管在光热转换测试中的温度-时间变化曲线。

图6是根据本公开的实施例1的光热管在循环光热测试中的温度-时间变化曲线。

图7是根据本公开的对比例1的电流密度-时间曲线。

图8是根据本公开的对比例1的涂层的SEM图，其中a为涂层的SEM图，b为涂层截面的SEM图。

图9是根据本公开的对比例1的涂层的XRD图。

图10是根据本公开的对比例1的涂层UV–vis–NIR吸收光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

现有技术中的太阳能光热管脆性大、导热性差、可调控性有限而且涂层热稳定性差。难以实现集热元器件的可移动化、模块化及便捷化的工程应用。

为了改善太阳能光热管的光吸收能力以及涂层的热稳定性，本发明实施例提供一种金属基光热构件的制备方法，金属为铜或铜合金，制备方法包括：将金属作为阳极在电解液中进行阳极氧化，得到表面具有氧化铜的光热元件；阳极氧化的电压为0.1V～20V，温度为5℃～80℃；电解液为MOH溶液，其中M为K、Na、Li、Rb、Cs或Fr中的一种。

基于上述使用铜或铜合金作为阳极在电解液中进行阳极氧化，在金属表面生成一层黑色的氧化铜涂层，在阳极氧化的电压为0.1V～20V，温度为5℃～80℃的条件下，制备出均匀连续且具有纳米结构的氧化铜涂层。由于阳极氧化可以使得铜在电解液中，表面原位生长出氧化铜，一步制成，其与铜基体的结合力非常高，热稳定性也非常高，可以保证光热构件在较高的温度条件下的光热转换效率。阳极氧化的电压为0.1V～20V，在这一电压范围之内，可以控制涂层的成分以及厚度或者结构尺寸，根据实际需要获得光热转换效率高的黑色氧化铜涂层。电压过小或电压过大，超过这一范围所形成的涂层产物或几何尺寸很难稳定，进而得不到本申请所要获得的特定尺寸的连续均匀的黑色氧化铜涂层。

示例性地，上述阳极氧化的电压可以为0.1V～0.2V，还可以为1V～3V，也可以为3V～20V，或者3V～10V，进一步地为3v～5V。而电解液的温度为5℃～80℃，示例性地为5℃～60℃，进一步地为5℃～60℃，还可选地为10℃～50℃，可选地为20℃～50℃。可以理解的是，由于电压以及电解液温度之间的协同效应，对应于不同的阳极氧化电压范围，需采用不同的电解液温度以及氧化时间、电解液浓度等，才能获得本发明的氧化铜涂层。

具体地制备方法中，电解液为碱金属的氢氧化物，例如为K、Na、Li、Rb、Cs或Fr的氢氧化物，考虑到产品的成本和易获得性，示例性地采用氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液。根据实际需要，电解液的溶剂还可以为水、乙二醇、甘油等的一种，可以理解的是，电解液的溶剂也可以为上述多种溶剂任意比例的组合。上述电解液的浓度，示例性地为0.1mol·L^-1～0.5mol·L^-1，可选地为0.5mol·L^-1～8mol·L^-1，进一步地为0.5mol·L^-1～5mol·L^-1，可选地为1mol·L^-1～3mol·L^-1，还可选地为1.5mol·L^-1～2.5mol·L^-1。

实际上，电解液的流动速度可以为0，也即静态未流动，或者根据实际产物的情况，以及需要溶解掉不需要的产物，例如氢氧化铜、氧化亚铜等，可以设置一定流速，进而带走不利的产物。示例性地1mL·min^-1～1000mL·min^-1，可选地为10mL·min^-1～500mL·min^-1，还可选地为10mL·min^-1～100mL·min^-1，还可选地为20mL·min^-1～50mL·min^-1，进一步地为30mL·min^-1～40mL·min^-1。

上述的具体制备方法中，金属可以采用纯铜或其铜合金，例如紫铜、黄铜、青铜、白铜等，阴极可以采用金属、合金、石墨等，在某些实施例中阴极材料不做进一步限定。示例性地，电化学阳极氧化的模式为恒电位法或恒电流法，根据实际需要的电流密度或生成产物而定，在某些实施例中不做限定。

在一些实施例中，阳极氧化的时间1min～360min，在这一时间范围内可以保证在铜表面生成所需的氧化铜涂层。实际中，如图1所示，阳极氧化过程中，黑色CuO纳米片结构在下层(铜的表面)不断生成，同时在表面上层不断生长出Cu(OH)₂纳米棒结构。在本发明制备方法中，氧化时间、电解液的浓度、电压以及温度的共同影响下，上层的Cu(OH)₂纳米棒逐渐溶解至电解液中，而下层的黑色CuO纳米片稳定生长在铜表面，上层蓝色产物最终完全溶解，进而在表面制备出均匀的黑色纳米涂层。所表现出如图1所示的电流密度随时间出现多个台阶状的曲线。

可以理解的是，为了获得连续均匀致密的氧化铜纳米片，需要在阳极氧化前对铜表面进行打磨、抛光、清洗、干燥或封装等预处理步骤。示例性地，预处理包括用500#、1000#、3000#、5000#、7000#等碳化硅砂纸对铜金属表面进行打磨，使用1～10mol·L^-1酸溶液、碱溶液对其表面进行酸洗和碱洗，以去除铜金属表面的杂质，在清洗步骤中使用超声清洗仪震荡清洗，时间为1～10min；之后进行冲洗，使用去离子水，温度为20～40℃，时间为10～180s；冲洗后进行干燥，干燥温度为50～150℃，干燥时间为1～24h。

为了在不需涂层的表面进行阳极氧化，本发明实施例还包括了封装步骤，也就是在无需涂层的铜表面使用绝缘耐热的聚酰亚胺胶带、Parafilm膜、指甲油等进行覆盖，仅露出需要氧化的待反应面。

为了获得较为稳定的氧化铜涂层，在阳极氧化之后还包括了后处理，示例性地，后处理包括清洗干燥，例如：去离子水温度为20～40℃，时间为10～180s；干燥温度为50～150℃，干燥时间为1～24h。示例性地，后处理还包括热处理，热处理温度为180～450℃，升温速率为1～10℃·min^-1，保温时间为1～5h。可选地热处理温度为200～400℃，升温速率为2～8℃·min^-1，还可选地，热处理温度为250～350℃，升温速率为5～7℃·min^-1。

需要说明的是，上述的铜或铜合金的形状可根据实际光热管实际需要为管状、片状或板状等。在其表面形成的纳米片状氧化铜的厚度为0.5μm～5μm，进一步地为0.5μm～4μm，可选地为1μm～3μm，还可选地为1.5μm～2.5μm，还可选地为2μm。这一厚度范围之内，可以获得良好的与铜金属表面的粘合稳定性，同时还具有很高的光热转换效率。

考虑到阳极氧化在不同的电流密度下生成不同的产物，本发明实施例在阳极氧化过程中，呈现几个台阶状的电流密度-时间曲线，例如第一阶段具有一个较稳定的电流密度，在这一阶段中电流密度从3.5mA·cm^-2降至2mA·cm^-2，第一阶段持续时间为150s～300s，可选地，这一阶段稳定在2.5mA·cm^-2左右的电流密度，持续时间为200s左右，电流密度较为稳定，下降幅度较为平缓。之后还具有第二阶段的电流密度，例如从2mA·cm^-2降至1mA·cm^-2，所述第二阶段持续时间为50s～150s。可选地为持续时间为小于100s，即电流密度在这一阶段迅速降至1mA·cm^-2，之后电流密度一直维持于这一电流密度至阳极氧化完成。可以理解的是，在第一阶段之前，由于在铜表面生成产物，还具有一个从初始值迅速减小至1mA·cm^-2的阶段。在这几个电流密度阶段的制备条件之下，得到了具备优异的太阳光吸收能力的氧化铜涂层。

本发明实施例还提供了一种金属基光热构件，在铜或其合金表面至少具有一层均匀的纳米片状氧化铜结构层，结构层的厚度为0.5μm～5μm，进一步地为0.5μm～4μm，可选地为1μm～3μm，还可选地为1.5μm～2.5μm，还可选地为2μm。

与现有技术相比，金属基光热构件具有良好的光热转换能力，且热稳定性强。

下面给出几种金属基光热构件制备方法的示例，并选择有代表性的光热构件进行材料性能分析。

光热转换测试方法：

(1)将制得的光热铜管进行封装，使用软橡胶塞和水胶带密封金属管的两端口，并用白色标签纸定位，露出测试区管身；

(2)在一端密封塞中插入排气针，用注射针注液至排气针出液，用螺栓固紧至玻璃片稍微弯曲外凸；从一端插入温度计，并用耐热胶带紧固；

(3)待管内液体温度为25℃时，将金属管放在反光镜两侧支架上，将金属管对准反光镜的焦线，使垂直入射光经抛物面反射到金属管表面，并用泡沫箱稳固平衡，即刻打开开关进行光热测试，同时计时器开始计时；

(4)测试时间设为60min，前10min温度上升快，每1min记录一次；10～20min每2min记录一次；20～40min每5min记录一次；40～60min每10min记录一次；同理对降温阶段进行测试记录；

(5)循环光热测试5次，共计时200min，一个循环为光照升温20min和熄灯降温20min，每30s记录一次；

(6)根据测得数据，绘制光热转换曲线。

实施例1

本实施例提供的金属基光热构件制备方法具体包括：

S1：剪切紫铜管，依次使用500#、1000#、3000#、5000#、7000#碳化硅砂纸对剪切好的紫铜管进行打磨；使用3mol·L^-1盐酸(HCl)进行超声清洗仪震荡清洗，时间为5min；使用25℃的去离子水冲洗，时间为30s；放入55℃的烘箱中干燥，时间为2h；并使用Parafilm膜进行封装，仅露出待反应面；

S2：将封装好的紫铜管阳极接到电源正极，石墨阴极接电源负极，将两电极放入3mol·L^-1氢氧化钾(KOH)水溶液中，静态电解液温度为25℃，阴阳极间距为10mm，在1V的电压下阳极氧化40min；

S3：用25℃的去离子水冲洗阳极氧化表面，时间为30s；放入55℃的烘箱中干燥，时间为2h。

实施例2

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为黄铜片；盐酸(HCl)浓度为2mol·L^-1，清洗时间为10min；去离子水温度为30℃，冲洗时间为20s；干燥温度为60℃，干燥时间为1h；

步骤S2中，阴极为金属铂片，电解液为1mol·L^-1氢氧化钠(NaOH)水溶液，电解液温度为35℃，阳极氧化电压为2.0V，阳极氧化时间为10min；

步骤S3中，去离子水温度为30℃，干燥温度为60℃，干燥时间为1h。

实施例3

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为黄铜管；酸洗液为硫酸(H₂SO₄)，浓度为1mol·L^-1，清洗时间为10min；去离子水温度为40℃，冲洗时间为60s；干燥温度为50℃，干燥时间为3h；

步骤S2中，阴极为不锈钢管，电解液为4mol·L^-1氢氧化钾(KOH)水溶液，电解液温度为15℃，阳极氧化电压为1.5V，阳极氧化时间为15min；

步骤S3中，去离子水温度为40℃，干燥温度为50℃，干燥时间为3h。

实施例4

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为白铜管；酸洗液为4mol·L^-1磷酸(H₃PO₄)溶液，清洗时间为2min；去离子水温度为20℃，冲洗时间为120s；干燥温度为50℃，干燥时间为3h；

步骤S2中，阴极为不锈钢管，电解液为4mol·L^-1氢氧化钠水溶液，电解液温度为15℃，阳极氧化电压为3.0V，时间为5min。

步骤S3中，去离子水温度为20℃；干燥温度为50℃，干燥时间为3h。

实施例5

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为紫铜片；酸洗液为1mol·L^-1磷酸(H₃PO₄)溶液，清洗时间为10min；去离子水温度为20℃，冲洗时间为180s；干燥温度为70℃，干燥时间为1h；

步骤S2中，阴极为金属铂片，电解液为0.5mol·L^-1氢氧化钾乙二醇溶液，电解液温度为15℃，阳极氧化电压为5.0V，时间为5mi n；

步骤S3中，去离子水温度为20℃；干燥温度为70℃，干燥时间为1h。

实施例6

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为白铜管；酸洗液为2mol·L^-1硫酸(H₂SO₄)溶液，清洗时间为10min；去离子水温度为30℃，冲洗时间为120s；干燥温度为60℃，干燥时间为1h；

步骤S2中，阴极为不锈钢管，电解液为0.5mol·L^-1氢氧化钾甘油溶液，电解液温度为15℃，阳极氧化电压为3.0V，时间为10min；

步骤S3中，去离子水温度为30℃；干燥温度为60℃，干燥时间为1h。

实施例7

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为黄铜片，盐酸(HCl)浓度为2mol·L^-1，清洗时间为10min；去离子水温度为20℃，冲洗时间为60s；干燥温度为60℃，干燥时间为1h；

步骤S2中，阴极为不锈钢片，电解液为动态流动，流速为10mL·min^-1，电解液温度为15℃，阳极氧化电压为0.5V，时间为60min；

步骤S3中，去离子水温度为20℃；干燥温度为60℃，干燥时间为1h。

实施例8

本实施例提供的金属基光热构件制备方法与实施例1的不同之处在于：

步骤S1中，阳极为黄铜管；酸洗液为2mol·L^-1硫酸(H₂SO₄)溶液，清洗时间为10min；去离子水温度为20℃，冲洗时间为120s；干燥温度为50℃，干燥时间为3h；

步骤S2中，阴极为金属铂片，氢氧化钾(KOH)水浓度为2mol·L^-1，电解液温度为15℃，阳极氧化电压为2.0V，时间为10min；

步骤S3中，去离子水温度为20℃；干燥温度为60℃，干燥时间为1h；

还包括步骤S4，将步骤S3处理后的黄铜管进行热处理，热处理温度为300℃，升温速率为5℃·min^-1，保温时间为2h。

对比例1

本对比例提供的金属基光热构件制备方法具体包括：

S1：剪切紫铜管，依次使用500#、1000#、3000#、5000#、7000#等碳化硅砂纸对剪切好的基底试样进行打磨；使用1mol·L^-1盐酸(HCl)进行超声清洗仪震荡清洗，时间为10min；使用15℃的去离子水冲洗，时间为60s；放入50℃的烘箱中干燥，时间为3h；并使用聚酰亚胺胶带进行封装，仅露出待反应面；

S2：将封装好的紫铜阳极接到电源正极，不锈钢阴极接电源负极，将两电极放入0.01mol·L^-1氢氧化钾(KOH)水溶液中，静态电解液温度为3℃，阴阳极间距为20mm，在0.01V的电压下阳极氧化60min；

S3：用15℃的去离子水冲洗阳极氧化表面，时间为60s；放入50℃的烘箱中干燥，时间为3h。

请参阅图1所示，实施例1的制备方法中，阳极氧化曲线分为四个阶段，第I阶段，电流密度从初始值迅速减小，至5mA·cm^-2以下；第II阶段，电流密度维持在一定水平，缓慢减小；第III阶段，电流密度再次迅速减小，至1mA·cm^-2以下；第IV阶段，电流密度在低水平稳定，且持续时间较长，总体呈现出“台阶”现象。

请参阅图7所示，对比例1的制备方法中，阳极氧化曲线的电流密度从初始值迅速降低至1mA·cm^–2后就趋于稳定，无“台阶”现象的出现。也就是说对比例1中在超过本申请的边界条件的工艺参数下，并未产生如本发明实施例1所产生的物质。

请参阅图2和图8所示，实施例1通过阳极氧化法在金属铜表面原位生长出了均匀的纳米片结构，并且可以稳定存在，纳米片结构的厚度为1μm；而对比例1则在表面原位生长的是纳米颗粒，纳米颗粒的厚度为1μm左右。

请参阅图3和图9所示，实施例1制备的表面纳米吸收涂层物相为氧化铜(CuO)，对比例1制备的表面涂层物相为氧化亚铜(Cu₂O)。

请参阅图4和图10所示，实施例1制备的表面纳米吸收涂层通过紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)吸收光谱图，其吸光度达1.3，具备优异的太阳光吸收能力；而对比例1的吸光度仅0.5以下。

上述实施例1与对比例1在产物以及太阳光吸收能力的差异方面，是由于本发明实施例的各个工艺参数协同的情况下，才能制备出均匀高吸光度的黑色纳米涂层，而脱离本发明实施例的工艺参数之外，可能获得的是太阳光吸收能力差的红棕色Cu₂O或其他过渡金属氧化物。阳极氧化的过程，实施例1与对比例1的作用机理完全不同，主要机理在于本发明实施例在阳极氧化过程中，Cu(OH)₂纳米棒结构在表面上层不断快速生长，同时黑色CuO纳米片结构在下层不断生成，随后上层的蓝色Cu(OH)₂纳米棒溶解，剩下的CuO纳米片结构稳定地存在于铜表面上，从而形成连续、均匀吸光能力强的黑色纳米氧化铜片状结构。

同时实施例1得到的铜管表面纳米吸收涂层，在100mW·cm^-2模拟太阳光照射60min后，管内工质温度可达到稳定的108℃，光热转化性能良好；从图6可以看出，本发明制备的铜管表面纳米吸收涂层稳定性良好，每个循环管内工质均可达100℃以上，因此本申请的实施例获得的金属基纳米涂层不仅光热转换性能良好，且在一定的高温下，涂层的热稳定性很好，具有使用寿命长的特点。

需要说明的是，实施例2-8所制得的铜管吸收涂层或具有吸收涂层的铜片制成的铜管通过上述相同的实验方法均具有与实施例1相似或相同的性质，不仅吸光能力强，而且热稳定性高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种金属基光热构件的制备方法，其特征在于，所述金属为铜或铜合金，所述制备方法包括：

将所述金属作为阳极在电解液中进行阳极氧化，得到表面具有氧化铜的光热元件；

所述阳极氧化的电压为0.1V～20V，温度为5℃～80℃；

所述电解液为MOH溶液，其中M为K、Na、Li、Rb、Cs或Fr中的一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述阳极氧化之前还包括预处理，所述预处理为对所述金属表面进行打磨、抛光、清洗、干燥或封装中的一种或多种；

在所述阳极氧化处理之后还包括后处理，所述后处理包括清洗、干燥或热处理的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解液的溶剂包括水、乙二醇或甘油的一种或多种任意比例的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解液的浓度为0.1mol·L^-1～10mol·L^-1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述阳极氧化步骤中，所述电解液的流动速度为0mL·min^-1～1000mL·min^-1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化的时间为1min～360min。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铜为纳米片状结构层，所述结构层的厚度为0.5μm～5μm。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述金属为管状或片状的构件。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化的电流密度至少具有第一阶段和第二阶段，所述第一阶段的电流密度为从3.5mA·cm^-2降至2mA·cm^-2，所述第一阶段持续时间为150s～300s；

所述第二阶段的电流密度为从2mA·cm^-2降至1mA·cm^-2，所述第二阶段持续时间为50s～150s。

10.一种金属基光热构件，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制造而得，在铜或其合金表面至少具有一层均匀的纳米片状氧化铜结构层，所述结构层的厚度为0.5μm～5μm。

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