自洁高反射率太阳能膜反射材料的研究

自清洁高反射率太阳能膜反射材料的研究是一个全新的领域，是未来太阳能全反射材料的发展方向，本项目采用磁控溅射的方法制备纳米薄膜反射材料，以不同结构的SiO2、TiO2膜（SiO2-TiO2双层膜和SiO2/TiO2复合膜）作为反射材料的外层，研究其的制备工艺，考察各种因素如膜的厚度、组成、结构、形貌对太阳能反射材料的反射率、保护作用及其自清洁功能的影响，建立相应的系统研究与表征方法，比较两种结构反射材料的性能，探讨SiO2与TiO2两种材料的相互作用规律，为其在太阳能自清洁反射材料中的应用提供理论依据，实现太阳能反射材料的使用寿命长、反射率高与良好的自清洁功能等特点，为自清洁高反射率太阳能反射材料的应用提供了理论和实验依据。

本项目围绕磁控溅射方法制备纳米薄膜反射材料等重要问题，从膜的制备、厚度、组成、结构、形貌对其反射率、保护作用及其自清洁功能的影响等层面展开系统研究，成功制备了结构为“TiO2/SiO2/Ag(Al)/基材”的太阳能膜反射材料，该材料具有反射率高、自清洁和使用寿命长等特点。通过研究，建立了其制备与表征的方法；找出了TiO2、SiO2、Ag(Al)膜厚与其反射率和保护性能的相互关系，确立了其各自的最佳膜厚；掌握了退火温度对自洁性能和反射率的影响规律；探明了TiO2的膜厚、晶体结构、表面形貌等影响其亲水性和自清洁性能的基本规律；建立了反射材料耐磨、耐候等测试方法；成功地将光学薄膜设计软件（Essential Macleod）应用于全反射膜材料的研究，为膜反射材料的设计与制备提供了一定的理论依据和指导；并对Bi2O3纳米线，K2Nb4O11-N等新型光催化的自洁材料进行了制备和表征，提出了形成机理，并对利用金属蒸汽真空弧离子源（MEVVA）制备太阳能高反射率材料的方法进行了研究，项目取得了一系列创新性的成果，超额完成了任务。已发表论文11篇，其中外文期刊8篇（均为SCI或EI期刊，Ⅰ区2篇），申请发明专利2项，授权新型实用专利1项，培养硕士研究生3名，资助参加各类学术交流6次。