玻璃微珠表面纳米二氧化钛薄膜包覆及其隔热性能研究

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1、SouthChinaUniversityofTechnology硕士学位论文玻璃微珠表面纳米二氧化钛薄膜包覆及其隔热性能研究_____________作者姓名夏志伟学科专业材料学指导教师吴笑梅副教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2015年6月Researchonnano-TiO2FilmsCoatedHollowGlassMicrospheresandtheirThermalInsulationPropertyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：X

2、iaZhiweiSupervisor：AssociateProf.WuXiaomeiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TU5学校代号：10561学号：201220116094华南理工大学硕士学位论文玻璃微珠表面纳米二氧化钛薄膜包覆及其隔热性能研究作者姓名：夏志伟指导教师姓名、职称：吴笑梅副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：材料学研究方向：新型高性能建筑材料论文提交日期：2015年4月24日论文答辩日期：2015年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位

3、授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：韦江雄委员：余其俊樊粤明殷素红吕辉吴笑梅华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：1L丨>曰期：年（（月t曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮P:研究生在校攻读学位期间论文工

4、作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在____年解密后适用本授权书。n〇不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内

5、容。(请在以上相应方框内打“V”）曰期:同蚀日期电子邮箱:联系地址(含邮编>摘要随着人们对居住环境舒适度要求的越来越高，采暖与制冷装置越来越普及，建筑节能日益受到人们的关注。提高建筑物的保温隔热性能是一种重要的建筑节能措施。反射隔热涂料作为一种新型的建筑材料，不仅能起到装饰美化的作用，还具备良好的隔热效果，能有效提高南方炎热地区夏季室内的舒适度，降低建筑物空调能耗。反射隔热涂料的关键技术在于反射隔热颜料的制备。粉煤灰空心玻璃微珠具有中空结构、颗粒尺寸小、质轻、导热系数小、保温效果好，TiO2具有折射率大、对近红外线反射率高

6、的特点。如在玻璃微珠表面包覆一层纳米TiO2薄膜，可以使其同时具备良好的隔热性能和高的近红外反射率，制备出一种集阻隔隔热和反射隔热功能于一体的复合隔热材料。目前在制备玻璃微珠-TiO2复合颗粒方面仍存在一些未妥善解决的难题，主要表现为玻璃微珠表面二氧化钛薄膜包覆率低、薄膜包覆不均匀，易出现游离二氧化钛等，既影响隔热效果，也造成大量的二氧化钛浪费。这主要与玻璃微珠的表面特性有关，因此研究不同的包覆方法、不同的玻璃微珠表面预处理技术就显得尤为重要。本文分别用溶胶-凝胶法和非均相沉淀法在玻璃微珠表面包覆纳米TiO2薄膜，研究溶胶

7、-凝胶法中的钛盐浓度、pH值、静置时间、煅烧温度等反应条件对包覆效果的影响；非均相沉淀法中预处理方式对玻璃微珠表面组成、微结构和二氧化钛薄膜包覆的影响，并对包覆过程和包覆机理进行了探讨，最后对所制备的样品的隔热性能进行研究。研究结果表明：（1）溶胶-凝胶法制备TiO2-HGM过程中，溶胶静置时间延长，包覆率提高，包覆均匀性降低。钛盐浓度影响薄膜的连续性，钛盐与乙醇摩尔比在15~20范围内成膜效果好。pH值影响溶胶的稳定性，适宜的溶胶pH范围为2~4。凝胶在600℃煅烧转变为锐钛矿型二氧化钛。（2）非均相沉淀法制备TiO2-

8、HGM过程中，HF、NaOH、Ca(OH)2对玻璃微珠预处理，玻璃微珠表面TiO2包覆率和均匀性提高。表面活性剂预处理玻璃微珠后其表面TiO2薄膜的均匀性提高。用Ca(OH)2对玻璃微珠进行预处理，表面有CSH生成，该层物质能有效抑制TiO2薄膜煅烧开裂。Ca(OH)2预处理24小时可以得到包覆率最高、