本發(fā)明屬于新材料，具體涉及一種抗油垢光伏面板自潔涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電作為一種新型清潔能源，與傳統(tǒng)發(fā)電相比具有環(huán)保、無污染、無噪音等諸多優(yōu)點(diǎn)，是我國近些年來大力發(fā)展的可持續(xù)新能源。以2024年1-4月為例，全國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到驚人的67147萬千瓦，同比激增52.4％。然而，在光伏產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，光伏面板上的粉塵和油污污染問題逐漸凸顯，對光伏系統(tǒng)的性能產(chǎn)生了不可忽視的影響。盡管我國在光伏面板粉塵污染的防控方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，通過自清潔涂層、自清潔機(jī)器人以及噴淋裝置等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，有效減少了粉塵對光伏面板的負(fù)面影響，但油污污染的防控仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。油污附著在光伏面板上，不僅顯著降低了光吸收效率導(dǎo)致發(fā)電量的大幅下降，而且油污中的復(fù)雜化學(xué)成分還可能對光伏面板材料產(chǎn)生腐蝕作用，從而縮短其使用壽命。更為嚴(yán)重的是，油污具有極強(qiáng)的附著力和穩(wěn)定性，使得傳統(tǒng)的清洗方法難以徹底去除。即便采用高壓水槍或化學(xué)清洗劑進(jìn)行清潔，也可能因無法完全去除油污而留下隱患，甚至可能對光伏面板造成二次損害。因此，油污污染的防控工作已成為當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟待解決的關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種抗油垢光伏面板自潔涂料，本發(fā)明涂料具有親水疏油與降解油污雙重效果，極大地提高了清潔效果，降低了清潔成本，還展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于，其包括如下組分：其包括以下重量份的組分：17-20份空心納米二氧化鈦、5-7份全氟辛烷磺酸鈉，所述空心納米二氧化鈦是通過包覆在二氧化硅外表面后，再去除二氧化硅內(nèi)核形成的空心銳鈦型納米二氧化鈦，所述空心納米二氧化鈦內(nèi)部含有油污降解劑。

4、全氟辛烷磺酸鈉鹽主要是提供了涂層表面的非極性氟元素和極性親水鏈段。氟元素引入在一定程度上會(huì)降低涂層的表面自由能，改善疏水疏油性能。氟離子和二氧化鈦之間的強(qiáng)絡(luò)合能夠提高二氧化鈦的高電負(fù)性，提高電荷分離效率，顯著促進(jìn)了二氧化鈦表面空穴轉(zhuǎn)移并且提高羥基自由基活性，增加其對有機(jī)污染物的光催化降解效率。全氟辛烷磺酸鈉不能過多，加入過多，氟元素的增加導(dǎo)致水和二氧化鈦表面的親水鏈段之間出現(xiàn)了空間位阻，導(dǎo)致其親水性能下降，阻礙了光催化過程中羥基自由基以及油污降解劑通過水化膜釋放到表面來去除有機(jī)污染物，抗油污性能減弱。

5、優(yōu)選的，所述納米二氧化鈦的粒徑為55-80nm。

6、優(yōu)選的，所述油污降解劑為微生物基油污降解劑。

7、一種抗油垢光伏面板自潔涂料的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：將17-20份內(nèi)部含有油污降解劑的空心納米二氧化鈦分散到適量揮發(fā)性有機(jī)溶劑中，然后逐滴加入5-7份全氟辛烷磺酸鈉，得到抗油垢涂料。

8、優(yōu)選的，所述空心納米二氧化鈦是通過包覆在二氧化硅外表面后，再去除二氧化硅內(nèi)核形成的空心銳鈦型納米二氧化鈦，制備方法包括以下步驟：

9、a1、將25～34份納米二氧化硅與適量乙醇混合，研磨至沒有肉眼可見的大粒徑團(tuán)聚體后分散到適量水中，加入3～9份硝酸，加入15～25份鈦酸四丁酯，然后調(diào)節(jié)體系ph至中性，反應(yīng)一段時(shí)間，制備得到二氧化鈦溶膠凝膠；所述納米二氧化硅的粒徑為55-80nm；

10、a2、將上述二氧化鈦溶膠凝膠經(jīng)過離心，用乙醇沖洗去除雜質(zhì)后，蒸發(fā)去除乙醇，將得到的納米粉末在強(qiáng)堿溶液中加熱至溫度t刻蝕以去除納米二氧化硅，然后高溫煅燒后，得到空心納米二氧化鈦。

11、納米二氧化硅模板劑粒徑較小，這會(huì)進(jìn)一步減小后續(xù)制備的空心納米二氧化鈦的粒徑和內(nèi)部空心體積，最終導(dǎo)致涂層表面的粗糙度減弱、可負(fù)載的油污降解劑含量減少，涂層抗油污性能降低。納米二氧化硅模板劑粒徑過大，會(huì)增加后續(xù)制備的空心納米二氧化鈦的粒徑和內(nèi)部空心體積，最終導(dǎo)致涂層表面的粗糙度增加。

12、硝酸主要會(huì)影響鈦酸四丁酯的水解速率以及二氧化鈦生成的晶型。硝酸的添加能夠減緩鈦酸四丁酯的水解速率，否則會(huì)導(dǎo)致水解過快，在二氧化硅模板劑表面形成過厚的二氧化鈦層，使得最終形成的二氧化鈦粒子粒徑過大，使得涂層表面的粗糙程度增大，可見光區(qū)的透過率下降，影響光伏發(fā)電效能。但是過多的硝酸會(huì)造成鈦酸四丁酯水解生成的二氧化鈦晶型由銳鈦礦轉(zhuǎn)換為金紅石，而金紅石型的二氧化鈦表現(xiàn)為光催化惰性，不具有有機(jī)物降解能力，導(dǎo)致最終制備得到的涂層光催化活性下降，有機(jī)污染物降解速率的下降。

13、優(yōu)選的，所述內(nèi)部含有油污降解劑的空心納米二氧化鈦，通過以下步驟制得：

14、b1、將空心納米二氧化鈦置于容器中，控制容器內(nèi)氣壓低于大氣壓，向容器內(nèi)部注入油污降解劑，使油污降解劑完全沒過納米二氧化鈦粒子；

15、b2、將體系緩慢釋放至正常氣壓，即得到內(nèi)部含有油污降解劑的空心納米二氧化鈦。

16、若加入油污降解劑過多，未能完全進(jìn)入納米二氧化鈦粒子內(nèi)部，可以用乙醇沖洗掉多余的油污降解劑。

17、優(yōu)選的，所述納米二氧化硅通過以下步驟制得：

18、c1、將10～30份水、35～45份工業(yè)氨水、750-800份乙醇混合，緩慢加入38-40份硅酸四乙酯，在溫度40～55℃反應(yīng)一段時(shí)間后，制備得到sio2溶膠凝膠；所述工業(yè)氨水是含氨25％～28％的水溶液。

19、c2、將sio2溶膠凝膠經(jīng)過離心后，用乙醇將分離出的固體產(chǎn)物洗滌后，蒸發(fā)去除乙醇，得到納米二氧化硅。乙醇洗滌去除水分、氨以及未反應(yīng)完全的硅酸四乙酯。

20、優(yōu)選的，所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑為乙醇。

21、優(yōu)選的，所述溫度t為82-88℃。

22、優(yōu)選的，步驟a2中的煅燒溫度為450℃。

23、本發(fā)明提供的抗油垢涂料形成的涂層，具有出色的超親水/疏油效果，在高濕氣候地區(qū)，通過水合作用能夠在光伏面板表面形成水膜，減少油污的附著，保持光伏面板表面的潔凈；抗油垢光伏面板自潔涂層具有優(yōu)異的分解油污的效果，具有光催化活性的空心納米tio2(銳鈦礦晶型)粒子協(xié)同生物基油污降解劑，能夠在干燥無水膜的環(huán)境下，使表面的油污脫附并且降解成二氧化碳、水以及其他無機(jī)小分子。

技術(shù)特征：

1.一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于，其包括如下組分：其包括以下重量份的組分：17-20份空心納米二氧化鈦、5-7份全氟辛烷磺酸鈉，所述空心納米二氧化鈦是通過包覆在二氧化硅外表面后，再去除二氧化硅內(nèi)核形成的空心銳鈦型納米二氧化鈦，所述空心納米二氧化鈦內(nèi)部含有油污降解劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于：所述納米二氧化鈦的粒徑為55-80nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于：所述油污降解劑為微生物基油污降解劑。

4.一種抗油垢光伏面板自潔涂料的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：將27-30份內(nèi)部含有油污降解劑的空心納米二氧化鈦分散到適量揮發(fā)性有機(jī)溶劑中，然后逐滴加入5-7份全氟辛烷磺酸鈉，得到抗油垢涂料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于，所述空心納米二氧化鈦是通過包覆在二氧化硅外表面后，再去除二氧化硅內(nèi)核形成的空心銳鈦型納米二氧化鈦，制備方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于，所述內(nèi)部含有油污降解劑的空心納米二氧化鈦，通過以下步驟制得：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于，所述納米二氧化硅通過以下步驟制得：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料，其特征在于：所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑為乙醇。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料的制備方法，其特征在于：所述溫度t為82-88℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗油垢光伏面板自潔涂料的制備方法，其特征在于：步驟a2中的煅燒溫度為450℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種抗油垢光伏面板自潔涂料及其制備方法，其包括如下組分：其包括以下重量份的組分：17?20份空心納米二氧化鈦、5?7份全氟辛烷磺酸鈉，所述空心納米二氧化鈦是通過包覆在二氧化硅外表面后，再去除二氧化硅內(nèi)核形成的空心銳鈦型納米二氧化鈦，所述空心納米二氧化鈦內(nèi)部含有油污降解劑。本發(fā)明涂料具有親水疏油與降解油污雙重效果，極大地提高了清潔效果，降低了清潔成本，還展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：張笑菲,劉宜倫,張玉海,劉翠華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州新意新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9