纳米颗粒系统及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103567457103567457A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201310480043.X(22)申请日2013.10.11(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人张旺田军龙黄亦樵王宇安张荻(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.B22F9/24(2006.01)B22F1/02(2006.01)B82Y40/00(2011.01)B82Y20/00(2011.01)F24J2/48(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图7页附图7页(54)发明名称纳米颗粒系统及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种具有减反射微观结构的纳米颗粒系统及其制备方法，以及采用该纳米颗粒系统制备太阳能集热器的光能吸收器的方法及太阳能集热器，其中该纳米颗粒系统的制备包括蝶翅的选择和前处理、沉积贵金属纳米颗粒，及沉积硫族半导体纳米颗粒等步骤。本发明制备的纳米颗粒系统实现了大尺度化，且具有蝶翅的减反射微观结构。本发明的纳米颗粒系统在几乎整个太阳光谱波段都具有高吸收减反射性能，并且具有优异的光热转换性能，其光热转换效率为30.56%，由其制作的太阳能集热器光能吸收器的太阳能吸收比可达到98%。CN103567457ACN1035674ACN103567457A权利要求书1/2页1.一种纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，包括：（1）选择一种具有减反射微观结构的蝶翅；（2）将所述蝶翅在贵金属前驱体溶液中浸渍；（3）加入还原剂，得到沉积有贵金属纳米颗粒的蝶翅；（4）将沉积有贵金属纳米颗粒的蝶翅浸渍于硫族半导体化合物前驱体溶液中，加热所述硫族半导体化合物前驱体溶液以在上述蝶翅表面形成硫族半导体化合物纳米颗粒，得到所述纳米颗粒系统。2.如权利要求1所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，在所述步骤（1）和步骤（2）之间还包括，对蝶翅进行包括如下步骤的前处理及活化处理：将所述蝶翅置于无水乙醇中15~30min；清洗；将所述蝶翅浸渍于体积分数为5vol%~15vol%的HNO3溶液中1~3h；清洗；将所述蝶翅浸入乙二胺和无水乙醇的溶液中，其中乙二胺的质量分数为10%~40%，浸泡3~10h；清洗。3.如权利要求1所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，所述贵金属前驱体溶液为氯金酸，所述贵金属纳米颗粒为Au纳米颗粒。4.如权利要求1或3所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，所述蝶翅浸入贵金属前驱体溶液中的时间为2~10h，所述贵金属前驱体溶液的温度为15~35℃。5.如权利要求1或3所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。6.如权利要求1所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，将沉积有贵金属纳米颗粒的蝶翅浸渍于所述硫族半导体化合物前驱体溶液中，在60~100℃下保温0.5~4h，之后冷却至室温，取出所述蝶翅并清洗。7.如权利要求1或3或6所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，所述硫族半导体化合物前驱体溶液中的阳离子为ⅠB或ⅡB族金属阳离子。8.如权利要求7所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，所述硫族半导体化合物为硫化铜或硫化镉，所述硫族半导体化合物前驱体溶液中的阳离子为Cu2+或Cd2+。9.如权利要求1所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，加热所述硫族半导体化合物前驱体溶液的方法包括：将浸渍有蝶翅的硫族半导体化合物前驱体溶液置于高压釜中；将所述高压釜置于干燥箱中，通过干燥箱进行升温和保温。10.如权利要求1所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，加热所述硫族半导体化合物前驱体溶液使其温度为60~100℃，保温0.5~24h。11.如权利要求1或10所述的纳米颗粒系统的制备方法，其特征在于，在蝶翅表面形成硫族半导体化合物纳米颗粒后，还包括：冷却至室温，取出所述蝶翅并清洗。12.一种采用权利要求1-11中任一所述的方法制备的纳米颗粒系统，其特征在于，所2CN103567457A权利要求书2/2页述系统为薄膜状，所述系统具有减反射微观结构，该些纳米颗粒粒径为10~80nm。13.一种太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能集热器包括由权利要求12所述的纳米颗粒系统制成的光能吸收器。14.一种太阳能集热器的光能吸收器的制备方法，其特征在于，采用导热胶将权利要求12所述的纳米颗粒系统粘贴于太阳能集热器的光能吸收器基板上，并干燥固化。3CN103567457A说明书1/5页纳米颗粒系统及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种利用蝶翅作为结构引导模