基于多种形貌纳米硫化铜透明隔热涂料的制备与性能研究

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1、硕士学位论文基于多种形貌纳米硫化铜透明隔热涂料的制备与性能研究作者姓名韩磊学科专业应用化学指导教师曹德榕教授所在学院化学与化工学院论文提交日期2018年6月StudyonPreparationandPropertiesofTransparentHeatInsulationCoatingsBasedonNano-CopperSulfidewithMultipleMorphologiesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LeiHanSuperviso

2、r：Prof.DerongCaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：O614.121;TQ630.7学校代号：10561学号：201520118248华南理工大学硕士学位论文基于多种形貌纳米硫化铜透明隔热涂料的制备与性能研究作者姓名：韩磊指导教师姓名、职称：曹德榕教授申请学位级别：工学硕士学位学科专业名称：应用化学研究方向：纳米材料改性涂料论文提交日期：2018年6月8日论文答辩日期：2018年6月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答

3、辩委员会成员：江焕峰汪凌云曹德榕赵祖金霍延平主席：江焕峰委员：汪凌云曹德榕赵祖金霍延平摘要本文采用液相沉淀法和水热法制备了多种形貌的硫化铜纳米材料，研究了使用不同硫源和制备方法对纳米硫化铜形貌的影响。随后，将纳米硫化铜分散在丙烯酸氨基醇酸烤漆中并应用于玻璃基材表面，研究了纳米硫化铜作为功能材料应用在透明隔热涂料的可行性和不同形貌纳米硫化铜对透明隔热涂料涂膜光选择透过性能的影响。本文主要围绕以下几个方面展开研究：（1）以硫化铵为硫源采用水热法制备了聚乙烯吡咯烷酮改性的硫化铜纳米片，将硫化铜纳米片分散于涂料中并涂覆于玻

4、璃表面制成涂膜，通过紫外-可见-近红外分光光度计和自制的隔热测试装置研究了涂膜的光选择透过性能，结果表明当涂膜中硫化铜纳米片固含为1.0wt%，湿膜厚度为150μm（C-1.0-150）时，涂膜玻璃在550nm处透过率为70.38%，760-2500nm区域平均透过率为27.98%。在250W红外灯的照射下，覆盖有C-1.0-150涂膜玻璃的箱内的稳定温度比C-0.0-150（没有CuS纳米片）低12.0ºC。具有良好的可见光透过率和近红外吸收能力。（2）以市售ITO玻璃、C-0.0-150和C-0.5-150涂膜

5、玻璃作为样本，比较了三种对透明隔热涂料涂膜性能进行量化的方法，最终选用计算涂膜玻璃SETS值法作为本文量化性能的标准。计算C-X-Y系列涂膜玻璃的SETS值，其中C-1.0-150具有最高SETS值为0.6680。（3）以硫脲为硫源采用液相沉淀法制备了雪花状硫化铜纳米片，使用扫描电镜分析了氨水用量和保护剂种类对于纳米材料形貌的影响。并使用雪花状纳米硫化铜制备涂膜玻璃S-X-Y，其中S-1.5-150具有最高SETS值为0.6622。对比于C-1.0-150涂膜玻璃，其可见光透过率有所提高，且制备方法更加简易并使用无

6、味道的硫脲作为硫源，降低了生产成本。（4）通过制备硫化铜空心纳米纤维和硫化铜超结构对硫化铜纳米片和雪花状硫化铜纳米片制备的涂膜玻璃在1500-2500nm区域表现出的弱屏蔽现象进行了优化。测试结果表明硫化铜空心纳米纤维虽然改善了纳米硫化铜透明隔热涂膜在1500-2500nm区域随波长增长透过率快速增高的现象，但具有很低的SETS值；而硫化铜超结构真正改善了涂膜在1500-2500nm波段的弱屏蔽现象，使得SETS值从C-1.0-150的0.6680提升到0.6772，表明通过构筑纳米材料上层结构可以提升透明隔热涂料

7、的性能。I关键词：水热法；液相沉淀法；纳米硫化铜；透明隔热涂料；玻璃节能IIAbstractInthispaper,coppersulfidenanomaterialswithmultiplemorphologieswereprepared,andtheeffectsofsulfursourcesandpreparationmethodsonthemorphologyofcoppersulfidewerestudied.Subsequently,thecoppersulfidenanomaterialwasdisp

8、ersedinacrylic-amino-alkydbakingvarnishandappliedtothesurfaceofordinaryglasssubstrate.Thefeasibilityofnano-coppersulfideasafunctionalmaterialfortransparentthermalinsulationcoatings