掺杂NaZnPO4材料的制备及其紫外可见光近红外反射性能的研究

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该文通过以Zn(NO326H2O(硫酸锌)、H3PO4、无水碳酸钠等为原料,采用直接沉淀法获得前驱体,在热处理温度为400~800℃下制备出NaZnPO4(简称为NZPO)及其掺杂材料。采用XRD、TG/DSC、SEM等方法研究了原料磷锌比、搅拌的速度、水浴温度与时间、热处理温度对产物晶体结构、形貌、粒度和结晶度及其紫外可见近红外反射性能的影响。并以所制得的掺杂NaZnPO4材料为填料制备了涂料,测试其隔热性能。研究结果表明:(1)制备磷酸锌钠最佳磷锌比为1.7、搅拌速度100r/min,水浴温度70℃,水浴时间0.5h。600℃热处理所制备的NaZnPO4具有最高的平均反射率达95.2%,具有比TiO2更高的太阳光反射性能。颗粒的熔融、大小分布不均使得产物紫外反射性能出现明显下降,晶体颗粒的完整生长则有利于提高产物的可见及近红外反射性能。(2)1%的铝掺杂材料A1NZPO在热处理温度为600℃下的平均反射率达到96.51%,使材料的反射性能得到了提高。(3)镧与铕的掺杂能够有效的提高紫外反射性能;铈的掺杂能够提高材料近红外反射性能。二元掺杂氧化铈与氧化镧材料C0.01L0.05NZPO在400℃下具有最高紫外反射率达99.86%,同比NZPO提高了7.85%;三元掺杂材料C0.01L0.05E0.05NZPO在700℃下具有最高的可见光反射率和近红外反射率分别为99.22%、97.81%,同比NZPO提高了2.01%和1.39%。(4)选用丙烯酸乳液为成膜基、C0.01L0.05E0.05NZPO为反射材料,当乳液:反射材料=1:1时,所得反射涂料易于涂刷,涂层表面平整,附着力强,涂覆效果良好且具有较好的隔热性能。经隔热性能的测试,与空白样进行对比,该涂料板背面温度能够降低10.7℃,同比TiO2降低7.5℃,比ZnO降低7.9℃。综合分析表明,磷酸锌钠及其掺杂材料在紫外可见近红外波段范围内有较好的反射性能,用在涂料填料上起到较好的隔热保温的效果。对磷酸锌钠及其掺杂材料的紫外可见近红外反射性能研究对于反射材料、保温隔热等方面的研究具有重要的意义。该研究与应用具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。
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