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纳米ZnO是一种重要的n型直接带隙宽禁带半导体材料,由于具有纳米材料的纳米特性以及自身独特的热、光、电、磁等性质,在太阳能电池、气体/生物传感器、紫外光探测器等领域拥有广阔的应用前景。通过在ZnO中掺入杂质元素,提高ZnO的载流子浓度,可以使其具有更优良的导电性能。掺杂ZnO的制备及应用受到广大研究者的关注。本文主要对Ni掺杂AZO(NAZO)纳米粉体的制备、表征及在隔热涂料中的应用进行研究。 本文以二水合醋酸锌、九水合硝酸铝和六水合氯化镍为原料,通过溶胶凝胶法制备了NAZO纳米粉体。并用TG-DSC、XRD、TEM、XPS等对所制备的NAZO纳米粉体的热性能、结构、粒径、元素价态和组成进行表征。实验结果显示:利用溶胶凝胶法成功制备出NAZO纳米粉体,元素Al、Ni成功地掺入了ZnO晶格,并未改变ZnO的晶型,最佳的工艺条件为:铝掺杂量为1 mol%,镍掺杂量为1.5mol%,600℃下煅烧2h。在最佳条件下制备出的纳米粉体呈现ZnO的六角纤锌矿结构,形貌主要呈现为不规则球形,粒径范围为25-35 nm。利用均相沉淀法制备出二氧化钛,并用其包覆中空玻璃微珠,研究表明:当pH=7时,二氧化钛可成功地包覆于中空微珠表面。 将所制备的NAZO纳米粉体和二氧化钛包覆的中空微珠作为隔热填料加入到环氧树脂成膜物质中,制备出NAZO/环氧树脂透明隔热涂料。研究表明纳米NAZO粉体含量对隔热涂层的铅笔硬度和附着力等力学性能及耐酸碱介质性能有一定的影响,具有最佳涂层的力学性能和耐酸碱性能的纳米粉体添加量为20%。纳米NAZO/环氧树脂透明隔热涂料中,涂层厚度和隔热填料的含量是影响涂层的隔热性能和透光率的主要因素。涂层的透光性随涂层厚度和隔热填料含量的增加而降低,而涂层的隔热性能随涂层厚度和隔热填料含量的增加而增加。综合考虑涂层的隔热性能、透光率和成本,确定涂层中涂层厚度为100μm、纳米NAZO粉体含量为20%,二氧化钛包覆的中空玻璃微珠含量为5%,制备出的隔热涂层的隔热性能最佳,同时具有较好的可见光透过率。对纳米NAZO/环氧树脂隔热涂料的稳定性能进行了研究,实验结果表明,所制备的隔热涂料在储存60天后,沉降率为92.2%,说明涂料具有良好的稳定性能。