[发明专利]一种宽光谱吸收耐高温粉体材料的制备方法

说明书

本发明涉及对太阳光有较高的吸收率的粉体材料，尤其涉及一种宽光谱吸收耐高温粉体材料的制备方法。本发明采用溶胶凝胶法制备流程，通过氨水调节PH值和阶梯升温预烧结处理相结合，在保证氨水调节PH值流程优点的同时，解决了溶胶凝胶法制备铬酸钙镧时成胶难，脱水过程繁琐耗时的缺点，可批量产出超细均匀的、在200‑2500nm波段范围内拥有高吸收率的宽光谱吸收耐高温粉体材料。

技术领域

本发明涉及对太阳光有较高的吸收率的粉体材料，尤其涉及一种宽光谱吸收耐高温粉体材料的制备方法。

背景技术

太阳辐射出的光热，在高温状态下热量传递主要以辐射方式为主，又由普朗克定律计算可知1-5μm红外波段的辐射能量约占全波段辐射能量的80％，因此高红外辐射材料可以有效增强辐射传热，减少热量损失，提高能源利用率，从而广泛应用于工业节能领域，因此获得一种在宽光谱范围内对太阳光有较高的吸收率的材料至关重要。

铬酸镧(LaCrO₃)材料属于典型钙钛矿氧化物，其具有优良的导电性能、耐高温性能、高红外辐射率、高催化氧化活性。通过进行碱土元素掺杂后，引起晶格畸变，加强了自由载流子吸收和晶格振动吸收，即提高了铬酸镧材料的红外吸收性能。故而通过掺杂获得铬酸钙镧材料在光热电转化领域，如太阳能电池、激光功率器上有着非常大的应用前景。

因此，利用一种简单的方法制备在宽光谱内拥有比较高的吸收率的粉体材料，对后续研究耐高温高吸收率光热涂层具有重大意义，而制备铬酸钙镧粉体的常见方法有固相法，溶胶凝胶法，水热法，其中固相法制备出的颗粒尺寸大且不均匀，水热法制备产量太少。而在采用溶胶凝胶法现有的制备过程中，主流的制备流程分为两种，一种是在混合成胶过程中不调节pH值，这种流程在制备掺杂La_1-xCa_xCrO₃(0≤x≤0.2)时，效果比较好，但是随着掺杂量得增加(x≥0.2)，会导致杂质相变多；第二种是混合成胶过程加氨水调节溶液pH值，有利于在掺杂量高(x≥0.2)的情况下抑制杂质相的出现，但是这种流程会出现成胶难，脱水困难的现象，往往导致脱水周期比较长。

发明内容

本发明提供一种宽光谱吸收耐高温La_1-xCa_xCrO₃(0.2≤x≤0.5)粉体材料制备方法。本发明采用溶胶凝胶法制备流程，通过氨水调节pH值和阶梯升温预烧结处理相结合，在保证氨水调节pH值流程优点的同时，解决了溶胶凝胶法制备铬酸钙镧时成胶难，脱水过程繁琐耗时的缺点，可批量产出超细均匀的、在200-2500nm波段范围内拥有高吸收率的宽光谱吸收耐高温粉体材料。

本发明的目的是这样实现的：

一种宽光谱吸收耐高温La_1-xCa_xCrO₃(0.2≤x≤0.5)粉体材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镧、钙、铬的硝酸盐溶解于去离子水中，将其均匀混合形成硝酸盐水溶液，并加入柠檬酸和乙二醇；

(2)在充分混合搅拌过程中滴加氨水调节硝酸盐水溶液的pH值至7.8-8.2范围内；

(3)将调节pH值后的硝酸盐水溶液置于水浴锅恒温加热搅拌，直至形成溶胶；

(4)成胶后进行陈化处理；

(5)陈化处理后，在空气气氛中预烧结处理；

(6)取出预烧结处理后的产物进行研磨后，进行最终烧结；

(7)最后将烧结后的产物再次研磨获得宽光谱吸收耐高温粉体材料。

步骤(1)中，硝酸盐水溶液的浓度为1mol/L；加入的柠檬酸、乙二醇与金属阳离子的摩尔比为1.2：3.6：1。

步骤(3)中，水浴锅的温度为85℃。