本发明专利技术涉及一种以纳米镍粉／碳纳米管复合物为吸收剂的太阳能选择性吸热涂料制备方法，属新材料、新能源领域，其特征在于：以镍盐、分散剂、碱和还原剂反应得到具备良好分散性的纳米镍粉；将纳米镍粉、碳纳米管同树脂、溶剂按一定比例混合后得到含纳米镍粉／碳纳米管复合物的吸热涂料。该含纳米镍粉太阳能选择性吸热涂层的制备方法简单，不需要复杂的设备，纳米镍粉／碳纳米管复合物分散均匀稳定，可用于制备太阳能选择性吸热涂层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体地讲，涉及可应用在太阳能真空管式集热器或平板集热器上的以纳米镍粉/碳纳米管为吸热剂的太阳能选择性吸 热涂料的制备方法。
技术介绍
太阳能集热系统中的集热器可将太阳辐射能转换为工作介质(液体或气体)的热 能。为了提高太阳能集热器的效率，最为有效的办法是在保持最大限度地采集太阳能的同 时尽可能减小其对流和辐射热损。采用优质选择性吸收涂层材料和高透过率盖板材料是满 足上述要求的重要途径。 选择性吸收涂层，如黑镍、黑铬、铝阳极化涂层等，可以用多种方法来制备，如喷涂 法、化学法、电化学法、真空蒸发法、磁控溅射法等。从性能角度出发，这几种方法的优劣排 列顺序是磁控溅射法、真空蒸发法、电化学方法、化学方法、喷涂方法。其中，电化学方法 是目前国际上使用最多生产太阳能吸热黑镍涂层的方法。但该方法得到的黑镍涂层吸热性 能还有进一步提升的空间；且由于方法自身的局限性，如果工艺控制不当，会造成一定的污 染，不符合当今的环保需求。近年来新兴的真空镀膜制备选择性涂层的生产工艺不存在污 染，涂层集热性能和光学性能优良，但连续化生产线投资较大，涂层生产成本较高，有些真 空镀膜涂层耐候性能不很理想，也限制了其大规模的应用。中国专利"空心或包覆型镍合金 球形粉末的制备方法"(ZL200510024798. 4.)将镍和镍合金空心球做为吸热材料添加到太 阳能吸热涂层中，虽然得到了较好的太阳能吸收率，但还有待于进一步改进，太阳能吸收率 还有上升空间。纳米材料具有的许多特殊性质，如大比表面积、优良的活性等，如果将分散 良好的纳米镍添加到涂料中得到以纳米镍为吸热剂的太阳能选择性吸热涂料，将可能更有 效地提高太阳能集热器吸热效率。实际上，涂层中纳米镍粉同高分子涂料的相容性和协调 性对涂层的吸热性能有很大的影响。镍粉的含量及分布对吸热过程中的热传导至关重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种以纳米镍粉/碳纳米管复合物为吸收 剂的太阳能选择性吸热涂料制备方法以克服现有方法环境污染大、投资高，所得涂料吸热 性能差、涂层耐候性能不理想的问题。 本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现 —种以纳米镍粉为吸收剂的太阳能选择性吸热涂料制备方法，按照如下步骤进 行 1)在50 8(TC下将镍盐和分散剂以摩尔比为20 50 : 1加入适量溶剂中，充 分搅拌溶解后，向所得溶液中滴加适量碱液；滴加完毕后继续在50 8(TC下搅拌所得溶液 30 60分钟，得到均匀稳定的胶体溶液； 其中所述溶剂为乙醇、丙二醇或乙二醇，其量足以溶解所述镍盐；所述碱液为氢氧3化钠或氢氧化钾，其与所述镍盐的摩尔比为5 10 : i; 2)将配制好的强还原剂溶液滴加入所得胶体溶液，溶液中不断产生气泡并有黑色 沉淀析出； 3)待不再产生气泡后，停止加入还原剂溶液，将所得黑色沉淀用氨水、去离子水和 乙醇依次清洗，最后在60 9(TC烘干箱中恒温干燥8 24小时，得到纳米镍粉； 4)将纳米镍粉、碳纳米管和乙醇混合，强力搅拌并超声振荡20 60分钟，然后 与丙烯酸树脂混合，纳米镍粉、碳纳米管、乙醇与丙烯酸树脂的混合重量比为1 : 0.2 0.5 : 1.5 4 : 1.5 7.5，搅拌20 60分钟后得到含纳米镍粉太阳能选择性吸热涂料。 所述镍盐为氯化镍、硫酸镍或醋酸镍。 所述分散剂为十二烷基硫酸钠、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。 所述强还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼。 所述还原剂溶液的滴入方法为搅拌或超声振荡或二者同时进行。 本专利技术将少量的碳纳米管加入到涂层中得到以纳米镍粉/碳纳米管复合物为吸收剂的太阳能选择性吸热涂层。其优点在于碳纳米管的管线结构可以和纳米镍粉一同在高分子涂料中形成纠缠错结的结构，凭借碳纳米管表面的活性羟基，增强纳米镍粉/碳纳米管复合物同高分子成分之间的连接，从而提高吸热成分在涂层中的稳定性。另外，碳纳米管较好的导热性还可以促进热量在导热性较差的高分子涂层中的传导，以提高涂层的吸热性能。采用本专利技术制备的太阳能选择性吸热涂料中纳米镍粉和碳纳米管在涂料中分散均匀稳定，表面积大，活性高，有利于太阳能热量的选择性吸收，从而提高了太阳能真空管式集热器或平板集热器的太阳能选择性吸热性能，可应用在太阳能真空管式集热器或平板集热器等需要对太阳能进行选择性吸热的场合。且本专利技术制备方法成本低、制备工艺简单，不需要复杂的设备。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体例，进一步阐述本专利技术。 实施例1 将0. Olmol氯化镍和0. 5mmo1十二烷基硫酸钠在5(TC下放入100ml乙醇中，充分 搅拌溶解后，以30滴/每分的速度滴入100ml氢氧化钠溶液(浓度1M)。滴加完毕后溶液 在5(TC下继续搅拌30分钟，得到均匀稳定的胶体溶液。将配制好的硼氢化钠溶液以20滴 /每分的速度滴入胶体溶液并保持搅拌，溶液中不断产生气泡并有黑色沉淀析出。当气泡消 失后，将所得黑色沉淀用氨水、去离子水和乙醇按顺序清洗，最后在8(TC烘干箱中恒温干燥 12小时，得到纳米镍粉。 将8质量份的纳米镍粉、2质量份的碳纳米管与30质量份的乙醇混合后强力搅拌 并超声振荡20分钟，然后同60质量份的丙烯酸树脂混合，搅拌30分钟后得到含纳米镍粉 /碳纳米管复合物的太阳能选择性吸热涂料，通过线棒涂布将该涂料均匀涂覆在基材表面， 涂布后涂层的平均吸收率约为0. 968。 实施例2 将0. lmol硫酸镍和2mmo1聚乙二醇在8(TC下放入1000ml丙二醇中，充分搅拌溶解后，以30滴/每分的速度滴入500ml氢氧化钾溶液(浓度1M)。滴加完毕后溶液在80°C下继续搅拌60分钟，得到均匀稳定的胶体溶液。将配制好的水合肼溶液以20滴/每分的速度滴入胶体溶液并保持超声振荡，溶液中不断产生气泡并有黑色沉淀析出。当气泡消失后，将所得黑色沉淀用氨水、去离子水和乙醇按顺序清洗，最后在6(TC烘干箱中恒温干燥24小时，得到纳米镍粉。 将20质量份的纳米镍粉、5质量份的碳纳米管与30质量份的乙醇混合后强力搅拌并超声振荡60分钟，然后同45质量份的丙烯酸树脂混合，搅拌30分钟后得到含纳米镍粉太阳能选择性吸热涂料，通过线棒涂布将该涂料均匀涂覆在基材表面，涂布后涂层的平均吸收率约为O. 982。 实施例3 将0. 06mol醋酸镍和3mmo1聚乙烯吡咯烷酮在60。C下放入600ml乙二醇中，充分搅拌溶解后，以30滴/每分的速度滴入400ml氢氧化钠溶液(浓度1M)。滴加完毕后溶液在6(TC下继续搅拌50分钟，得到均匀稳定的胶体溶液。将配制好的硼氢化钾溶液以20滴/每分的速度滴入胶体溶液并保持搅拌，溶液中不断产生气泡并有黑色沉淀析出。当气泡消失后，将所得黑色沉淀用氨水、去离子水和乙醇按顺序清洗，最后在9(TC烘干箱中恒温干燥8小时，得到纳米镍粉。 将20质量份的纳米镍粉、8质量份的碳纳米管与42质量份的乙醇混合后强力搅拌并超声振荡40分钟，然后同30质量份的丙烯酸树脂混合，搅拌30分钟后得到含纳米镍粉太阳能选择性吸热涂料，通过线棒涂布将该涂料均匀涂覆在基材表面，涂布后涂层的平均吸收率约为O. 975。 实施例4 将0. 08mol镍盐和4mmo1分散剂在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以纳米镍粉／碳纳米管复合物为吸收剂的太阳能选择性吸热涂料制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行： １）在５０～８０℃下将镍盐和分散剂以摩尔比为２０～５０∶１加入适量溶剂中，充分搅拌溶解后，向所得溶液中滴加适量碱液；滴加完毕后继续在５０～８０℃下搅拌所得溶液３０～６０分钟，得到均匀稳定的胶体溶液； 其中所述溶剂为乙醇、丙二醇或乙二醇，其量足以溶解所述镍盐；所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾，其与所述镍盐的摩尔比为５～１０∶１； ２）将配制好的强还原剂溶液滴加入所得胶体溶液，溶液中不断产生气泡并有黑色沉淀析出； ３）待不再产生气泡后，停止加入还原剂溶液，将所得黑色沉淀用氨水、去离子水和乙醇依次清洗，最后在６０～９０℃烘干箱中恒温干燥８～２４小时，得到纳米镍粉； ４）将纳米镍粉、碳纳米管和乙醇混合，强力搅拌并超声振荡２０～６０分钟，然后与丙烯酸树脂混合，纳米镍粉、碳纳米管、乙醇与丙烯酸树脂的混合重量比为１∶０．２～０．５∶１．５～４∶１．５～７．５，搅拌２０～６０分钟后得到含纳米镍粉太阳能选择性吸热涂料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黎阳，谢华清，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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