论文总字数：16182字

摘 要

太阳能隔热材料不仅可以强烈屏蔽近红外（NIR）热射线，还可以保持较高的可见透明度，已被普遍钻研并用于建筑节能。在此工作中，提出了一种结合ATO（锑掺杂氧化锡）纳米材料和Cs_0.33WO₃纳米材料的宽波段双组份透明红外屏蔽涂料的完整制备过程。ATO和Cs_0.33WO₃分别通过溶剂热法合成，并通过硅烷偶联剂作为分散剂在纳米研磨分散机中进行分散。透射光谱证明在780nm至2500nm的宽带波长下宽波段双组份透明近红外屏蔽涂料涂膜玻璃具有出色的近红外屏蔽性能，可以屏蔽90％的近红外光，65%的紫外光，透过70.6％的可见光。

关键词：ATO纳米粒子 Cs_0.33WO₃纳米粒子 涂料 透明隔热

Preparation and Characterization of Broadband Near-Infrared Transparent Shielding Coatings

Abstract

Solar thermal insulation materials can not only strongly shield near-infrared (NIR) heat rays, but also maintain a high visible transparency, and have been widely studied and used in building energy conservation. In this work, a complete preparation process of a wide-band two-component transparent infrared shielding coating combining ATO (antimony doped tin oxide) nanomaterials and Cs_0.33WO₃ nanomaterials is proposed. ATO and Cs_0.33WO₃ were synthesized by hydrothermal method and solvothermal method, respectively, and dispersed in the nano-grinding and dispersing machine by silane coupling agent as dispersant. The transmission spectrum proves that the wide-band two-component transparent near-infrared shielding coating film glass has excellent near-infrared shielding performance at a broadband wavelength of 780nm to 2500nm, which can shield 90% of near-infrared light, 65% of ultraviolet light, and at % Remains highly transparent under visible light.

Key words: ATO nanoparticles; Cs_0.33WO₃ nanoparticles; coating; Transparent insulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 玻璃的节能 2

1.2 非膜玻璃 3

1.2.1 着色玻璃 3

1.2.2 中空与真空玻璃 3

1.3 膜玻璃 4

1.3.1 镀膜玻璃 4

1.3.2 贴膜玻璃 4

1.3.3 涂膜玻璃 5

1.4 近红外波段纳米吸收材料 5

1.4.1 无机类 6

1.4.2 有机类 7

1.5 研究意义和内容 8

第二章 实验与表征 11

2.1 实验主要药品和仪器 11

2.1.1 原料及试剂 11

2.1.2 仪器及设备 12

2.2 ATO的制备 13

2.3 Cs_0.33WO₃纳米粒子的制备 14

2.4 宽频带近红外透明屏蔽涂料的制备 15

2.5 表征 15

2.5.1 ATO纳米粒子的表征 15

2.5.2 Cs0.33WO3纳米粒子的表征 16

2.5.3 涂料的表征 17

第三章 结果与展望 19

3.1 结果 19

3.2 展望 19

参考文献 21

致谢 22

文献综述

中国是现在全球中消耗能源最大的国家，根据国家统计局发布的最新数据显示，2018年的标准产量为36.8亿吨原煤,我国的能源消费情况和往年的形势一样，呈现反弹的增速态势，油气市场上供给的不能满足经济增长的能源需求，使各种能源的研发与优化和能源消耗研究不断发展，能源消耗的分布比例显著优化，2019年能源消耗总量再一步增加，促使总量上升的原因是非化石能源的消耗和天然气的燃烧利用。

同时，因为大量的能源消耗，生产能源中的能源消耗，使用中的能源消耗，运输中的能源消耗，能源的浪费等，都使我们消耗能源的总量远比需求的多，同时也是制造能源的过程中，因为生产条件和技艺，生产工艺的弊端，和生产原理带来的污染等使用能源带来的问题，如现代大量燃烧化石能源带来了如温室效应全球变暖、燃烧烟气中硫化物破坏臭氧引起酸雨、燃尘中PM2.5等问题。同时因为人类科学家越来越注意到非可持续化发展带来的能源大量消耗，几百年的工业发展几乎消耗了前几万年消耗能源的总和，所以，发现新能源和降低能源的消耗来缓解能源危机、保护环境等类似的措施与手段的发展迫在眉睫。建筑领域一直以来都是温室气体排放和能源消耗的重点对象，联合国规划署曾统计过，世界建筑领域的能源消耗占世界总能源消耗的30-40%，随着中国城市化的比例越来越大，建筑领域的能源消耗成了重点关注对象。

消耗在建筑居住领域的和商业建筑用途的能源从中国发展起步到现在都是我国各项能源消耗中排名靠前的存在，而且逐年加大。通过各年来我国能源的使用情况显示，建筑能源的使用量排名已经上升到前三的位置，可以与工业能耗和交通能耗相提并论了。究其原因是我们城市化脚步越来越快，随着基建的规模不断扩大，建筑总量不断攀升，伴随着居民对生活的要求和幸福度指标的增长，对建筑电器的依赖愈来愈严重，也迫使建筑电器等设施基础不断提高。建筑能耗的逐渐加大又迫使降低建筑能耗的需求愈来愈受到研究学者的聚焦。在这其中，因为建筑的采暖、降温、保湿，空调、加热器等设施的使用频率与用电规模越来越大，慢慢占据了建筑能源消耗的绝大部分，所以需要一种手段来使空调、加热器等基础用电设施在不降低功效的同时，尽可能不浪费用能，例如大分部空调制冷的能源浪费在与外界的热交换上。现代中，为了提升建筑的采光度、透光性，建筑的美学等因素，现代建筑已经将以往的建筑水泥混凝土结构替代为现在广泛使用的大面积玻璃材料的建筑屋顶以及幕墙。

但由于玻璃材料的U值（玻璃的传热系数）高，空调系统的功耗已显著增加，能耗和二氧化碳排放量也同比增长。当前正在进行许多研究发现和相应的应用开发，以满足对环境舒适性和减少建筑能耗的不断增长的需求。

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