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微、纳米Y_2O_3的合成及其复合氧化物的近红外反射性能研究

吕宏斌  
【摘要】: 本文以Y(NO3)3·6H2O、NaOH、CO(NH2)2为主要原料,采用水热法、均相沉淀法合成了棒状、片状、球状三种不同形貌的纳米氧化钇和40nm、100nm、 180nm三种不同直径的氧化钇微、纳米球。运用X-射线粉末衍射仪(XRD)、差示-热重分析仪(TG-DSC)、场发射电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等多种测试手段对所制样品的组成、结构、形貌和近红外反射性能进行了表征与分析。研究了各种因素及制备方法对产物形貌的影响,并对其生长机理进行了一定的探索。其内容主要如下: 1.在没有添加任何分散剂和模板剂的条件下,利用溶剂热法,合成了粒径分布相同的棒状和片状纳米Y(OH)3和Y2O3。利用XRD、TG-DSC、FE-SEM、TEM、SEM测定了产物的组成和形貌。通过实验结果和理论分析,得出合成棒状和片状纳米Y(OH)3和Y2O3的最佳条件并简要分析了其生长机理。 2.采用均相沉淀法,通过对钇盐种类、尿素浓度、Y(NO3)3浓度、聚乙二醇(PEG)种类和用量、水解时间等因素的研究分析,合成了三种粒径约为40nm、100nm、180nm的球形Y2O3,并用XRD、TG-DSC、FE-SEM、TEM、SEM测定了产物的组成和形貌。 3.分析比较了不同形貌、不同球径氧化钇的近红外反射性能,发现粒子的近红外反射性能与其本身的形貌和粒径有密切关系。在三种不同形貌的氧化钇(球形、片状、棒状)中,球状氧化钇的近红外反射性能最高。在三种不同直径球形氧化钇(40nm、100nm、180nm)中,180nm球状氧化钇的近红外反射性能最高,在波长λ=750~2500nm近红外波段范围之内,其反射率达到了86~93%之间。 4.以180nm球状氧化钇为基料,以油性丙烯酸树脂为成膜剂,通过对涂层近红外反射性能的测试研究,发现涂层的近红外性能与涂层的厚度、粉体的含量密切相关。随着涂层的厚度增加,粉体的含量增加,涂层的近红外反射性能也随之增加。通过在氧化钇中添加适量的二氧化钛,提高了粉体对紫外光的吸收性能。 5.通过涂层的隔热试验,研究了氧化钇—二氧化钛复合氧化物涂层的保温隔热性能,结果证明:在涂层厚度为0.18mm时,复合涂层比空白玻璃隔热4-5.5℃;比普通碳酸钙涂层隔热3-4.5℃。


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