專利名稱：太陽能納米集熱吸收管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱管，尤其是指一種具有很好光學(xué) 性能的太陽能納米集熱吸收管。
背景技術(shù)：
在聚光式太陽能熱發(fā)電中，太陽能真空集熱管的性能是決定發(fā)電 效率的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中太陽光譜選擇性吸收膜又是決定真空管集 熱管效率的重要因素。國外關(guān)于中、高溫太陽能選擇性吸收膜的開發(fā) 進(jìn)行大量的研究，選擇性吸收膜的制備方法主要有電沉積法、化學(xué)氣 相沉積法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法、蒸鍍法和磁控濺射法等。目前應(yīng)用最多的選 擇性吸收膜的結(jié)構(gòu)主要由反射層、吸收層和減反層構(gòu)成。即在基材上 先沉積一層金屬反射層，再沉積金屬復(fù)合吸收層，最后沉積減反層。
其中，主要采用鋁(A1)、銅(Cu)或鎳(Ni)做為反射層；金屬陶瓷材料 (Ni-Al203、 Mo-Al203、 W-A1203、 Au-Ti02 、 Pt-Ti02、 Zr02、 Cr-Si0、 MnO、 MgO 、 MgF2)和金屬無機(jī)復(fù)合材料(ZrB2、 ZrCxNy、 Ti卜XA1XN、 Cu0 )為 吸收層；對太陽光透明的Si02、 Si3N4、 Ti02、 TiN、入1203和A1N用作 減反層。但是，高溫下這種結(jié)構(gòu)的太陽能選擇吸收膜普遍存在易脫落 和光學(xué)性能下降的問題，導(dǎo)致其使用壽命不長。

實用新型內(nèi)容
本實用新型針對上述高溫下太陽能選擇吸收膜易脫落和光學(xué)性 能下降等問題，主要目的在于提供一種結(jié)合力好、性能穩(wěn)定，且光學(xué) 效果優(yōu)異的太陽能納米集熱吸收管。
為實現(xiàn)上述之目的，本實用新型采取如下技術(shù)方案
一種太陽能納米集熱吸收管，包括基材以及在基材上生長的陣列 納米管，在該納米管的內(nèi)壁上附設(shè)有黑體納米粒子。
所述基材為耐高溫、熱傳導(dǎo)性能好的管材或板材結(jié)構(gòu)。
該基材為金屬或非金屬材料。
所述陣列納米管為二氧化鈦納米管、三氧化二鋁納米管或石墨碳 納米管。
所述黑體納米粒子為鈷、鎳、鐵、鉬、鎢或鉻中的一種或幾種混
3合材料。
本實用新型優(yōu)點在于納米管是直接生長在基材上，使之成為一個 整體，結(jié)合力強(qiáng)，不易脫落，并在納米管中摻雜的黑體納米粒子具有 優(yōu)異的光吸收性能，而納米管又具有^f艮好的光學(xué)陷阱作用，能夠俘獲 太陽光，所以兩種納米結(jié)構(gòu)的結(jié)合形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、熱性能穩(wěn)定、化學(xué) 性能穩(wěn)定和光學(xué)性能穩(wěn)定的光學(xué)陷阱薄膜，適合于太陽能熱發(fā)電集熱 器的應(yīng)用。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型納米管與納米粒子的截面放大示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步描述。 如圖1、圖2所示， 一種太陽能納米集熱吸收管，包括基材l以 及在基材1上生長的陣列納米管2，該基材l為耐高溫、熱傳導(dǎo)性能 好的管材或板材結(jié)構(gòu)，其可由金屬或非金屬材料制成；所述陣列納米 管2可為二氧化4U內(nèi)米管、三氧化二鋁納米管或石墨碳納米管。進(jìn)一 步，在該納米管2的內(nèi)壁上附設(shè)有黑體納米粒子3,該黑體納米粒子 3為鈷、鎳、鐵、鉬、鴿或鉻中的一種或幾種混合材料。 其中，本實用新型制作方法如下
1、 先將基材1進(jìn)行預(yù)處理可采用物理或化學(xué)方法將基材的表 面進(jìn)行預(yù)處理，如拋光、酸洗、水洗和醇洗等，目的在于去除基材表 面的氧化層和其它的臟物，使其表面光滑、潔凈。
2、 再制備納米管2:針對不同的基材其制備方法不同，同一基 材可以有多種制備方法。主要的制備方法有陽極氧化法和氣相沉積 法，試基材而定。且制備不同孔徑的納米管其工藝條件也不一樣。通 過調(diào)整工藝條件制備出所需的孔徑大小。
3、 黑體納米粒子3的修飾主要的方法有電沉積法、賊射法和 溶膠凝膠法等。多種混合納米粒子一般采用電化學(xué)共沉積法或溶膠凝 膠浸漬法。濺射法主要用于形成納米粒子膜層。電化學(xué)法主要通過鍍 液的配方、電流或電壓大小、沉積時間來控制粒徑大小。
所以，本實用新型太陽能納米集熱吸收管經(jīng)證實具有如下優(yōu)點 l.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定利用耐高溫的金屬或非金屬(耐400。C-550。C高溫) 為基材，在該基材上生長陣列納米管具有好的耐高溫、熱穩(wěn)定性、化 學(xué)穩(wěn)定性能，且基材與納米管層同為一個整體，結(jié)合力非常好，在高溫下也不會脫落，結(jié)合力好，從而結(jié)構(gòu)^艮穩(wěn)定。
2. 結(jié)構(gòu)可控性好納米管的孔徑大小通過調(diào)整工藝條件，可以使 其孔徑大小控制在所需的納米孔徑范圍內(nèi)。另外，納米管內(nèi)修飾的納 米粒子，其粒徑大小一樣可以控制。這種納米粒子》務(wù)飾的納米管構(gòu)成 的納米薄膜結(jié)構(gòu)也是非常穩(wěn)定，難以脫落。且制備方法簡單、成本低。
3. 吸收效率高納米材料因其巨大的比表面積，展示了獨(dú)特的物 理和化學(xué)性質(zhì)。采用納米管和納米粒子構(gòu)成的薄膜，具有優(yōu)異的光學(xué) 性能。黑體納米粒子修飾在納米孔內(nèi)具有大的比表面積促進(jìn)太陽輻射 的吸收。納米孔的尺寸與可見光譜峰值相當(dāng)，從而對可見光起陷阱作 用，對長波輻射具有很好反射作用，即在短波側(cè)以黑洞的形式集光， 而在長波側(cè)以平面的形式輻射光。這種特殊的納米結(jié)構(gòu)的薄膜有效的 提高了太陽輻射的吸收率，降低了發(fā)射率。
因此，本實用新型納米集熱吸收管是由基材、納米管層和黑體納 米粒子構(gòu)成，其中基材可以直生長成陣列納米管的材料， 一些黑體納 米粒子可以修飾在該納米管層中，形成納米管和納米粒子相結(jié)合的納 米光學(xué)陷阱薄膜。本實用新型充分利用了性能優(yōu)越、獨(dú)特的納米材 料，該陣列納米管層是直接在基材上生成，與基材同為一個整體，結(jié) 合力非常好，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中選擇性吸收膜與基材在高溫下易 脫落結(jié)合力差的問題，并且采用黑體納米粒子沉積在納米管中構(gòu)成雙 重功能納米結(jié)構(gòu)薄J莫，即納米粒子對太陽輻射高吸收性能和納米管的 空穴對太陽輻射的陷阱作用，從而獲得性能穩(wěn)定、高吸收率和低發(fā)射 率的光學(xué)薄膜。
以上所述，僅是本實用新型結(jié)構(gòu)較佳實施例而已，并非對本實用 新型的技術(shù)范圍作任何限制，例如可根據(jù)需要做成平面集熱板或其它 形狀的集熱吸收設(shè)備，故凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施 例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù) 方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種太陽能納米集熱吸收管，其特征在于包括基材以及在基材上生長的陣列納米管，在該納米管的內(nèi)壁上附設(shè)有黑體納米粒子。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能納米集熱吸收管，其特征在于 所述基材為耐高溫、熱傳導(dǎo)性能好的管材或板材結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能納米集熱吸收管，其特征在于該基材為金屬或非金屬材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能納米集熱吸收管，其特征在于 所述陣列納米管為二氧化^汰納米管、三氧化二鋁納米管或石墨碳納米払官。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能納米集熱吸收管，包括基材以及在基材上生長的陣列納米管，在該納米管的內(nèi)壁上附設(shè)有黑體納米粒子。其中，納米管是通過直接生長在基材上，使之成為一個整體，結(jié)合力強(qiáng)，不易脫落，并在納米管中摻雜的黑體納米粒子具有優(yōu)異的光吸收性能，而納米管又具有很好的光學(xué)陷阱作用，能夠俘獲太陽光，所以兩種納米結(jié)構(gòu)的結(jié)合形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、熱性能穩(wěn)定、化學(xué)性能穩(wěn)定和光學(xué)性能穩(wěn)定的光學(xué)陷阱薄膜，適合于太陽能熱發(fā)電集熱器的應(yīng)用。
文檔編號F24J2/24GK201373598SQ20082020513
公開日2009年12月30日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者浩 劉, 周擁仔, 彭啟成, 李皓楨, 賀冬枚, 趙華平, 陳玉琴 申請人:東莞市康達(dá)機(jī)電工程有限公司