用于新型低碳节能建材的超高红外反射无机材料合成及机理研究

反射日光中的红外辐射的低碳节能建材可以极大改善各种使用场合对空调能源的消耗，有效减少温室气体的排放，进而缓解城市"热岛效应"，改善人居环境。近年来高红外反射率的过渡金属复合氧化物材料引起了科研上的广泛关注。然而目前尚未有完善的理论来解释该类材料物理化学特性与其红外反射光谱的关系，导致材料研发和制造长期处于摸索阶段。本项目将立足于分析现有的红外反射材料的晶体结构，表面化学特性，介观物理尺寸、形貌与可见光-近红外区的电子和分子光谱之间的关联，发展出一套"光谱剪裁Spec-Tailoring"理论并通过实验室合成验证和修正。该理论将深入探讨过渡金属氧化物材料在可见和红外光区不同本质的反射机理，并以此指导新型超高红外反射率的单一氧化物和多相复合材料的合成和制备。该研究将填补国内外在金属氧化物材料光反射机理上的空白，亦将极大改进现有高红外反射率材料的性能并推进新型热反射低碳节能建筑材料的研究。

用于热反射节能建材的具有高反射率的无机材料大都局限于白色材料，鲜见彩 色产品。且彩色材料的反射机理和改进机制，尚无系统研究。因此相关产品的改进和开发也局限于产品应用领域的尝试和摸索。鉴于此，提出一个适用于大多数高反射率的无机材料的理论框架，系统研究已知材料的反射机制，将填补该领域的研究空白。本研究提出了光谱剪裁Spec-Tailoring”概念：通过化学合成参杂，对不同晶体结构的化合物的可见-红外反射光谱进行调控，并从电子结构和电子光谱角度深入分析了光谱变化原因及规律。通过实际合成和测试，对这些规律进行了修正，并在光谱剪裁理论的指导下，设计并合成了若干具有高红外反射效率的化合物。通过与热反射建材生产厂家的合作，进行了若干红外反射色料的合成工艺摸索，小试及中试放大，并申请了一项发明专利。.本研究中选取了三大类具有不同晶体结构的化合物作为母体化合物的分别研究来源不同的可见光和红外光反射及吸收机理，其中包括：.光谱剪裁理论初探：稀土元素参杂BiREMoO6 (RE = Pr, Nd, Sm, Tb and Yb) 的光谱谱带归属研究.光谱剪裁理论建立及完善：-Fe2O3赤铁矿和AFe2O4 尖晶石结构氧化物的Mg, Zn 参杂研究.光谱剪裁理论推广及应用：CuCrxMn2_xO4 （Cr 参杂）尖晶石结构的光谱选择性调控研究.