隔热用层状复合颜料的可控制备、界面结合及太阳光谱反射特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51702105
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    高强
  • 依托单位：
    华南理工大学
  • 学科分类：
    E0211.其他无机非金属材料
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The long summer days and intense solar radiation lead to the high energy consumption of air conditioning in southern China. The use of solar reflective material is an effective way to reduce the energy consumption of air conditioning. Mica-based layer pigment is a kind of high reflective pigment. The compositions, microstructures, and solar reflective properties are key factors for insulation properties. However, the theory of mica-based layer pigment is not thorough. This project tries to construct metal oxides on mica substrates with different compositions and microstructures. The formation mechanism of composite structure, and the effect of compositions and microstructures on the solar reflectance of layered pigments will be investigated. The effect of carrier concentration and carrier mobility on the near infrared reflectance property of TiO2 thin film will be investigated. Furthermore, a solar reflective model for layered pigments will be built. Our work will provide a theoretical basis for the preparation and application of inorganic reflective pigments.
我国南方地区夏季时间漫长，太阳辐射强烈，导致以空调制冷为主的建筑能耗居高不下。在此类地区采用反射隔热材料是降低建筑物空调能耗的有效手段。云母基层状颜料是较具研究与应用前景的高反射无机颜料，云母表面包覆薄膜的组成、微结构及太阳光谱反射特性是决定反射隔热涂料隔热效果的关键因素。目前这方面的理论研究尚不完善。本项目以云母颗粒为基体，在其表面构筑不同组成和微结构的金属氧化物（TiO2或Fe2O3）薄膜，研究纳米氧化物在云母表面的成核、生长和包覆机制，探明氧化物薄膜与基体之间的界面结合机制；通过高价金属离子掺杂，在纳米氧化钛薄膜中引入缺陷，研究载流子浓度、迁移率与近红外反射率的关联机制；研究薄膜组成与微结构对层状颜料太阳光谱反射特性和隔热性能的影响规律；以云母表面包覆薄膜的折射率、薄膜厚度、薄膜层数、形状因子等为参数，建立层状颜料太阳光反射模型。本项目的研究将为无机反射颜料的制备和应用提供理论基础。

结项摘要

建筑节能是当今社会的重大主题之一。太阳以辐射的形式向建筑物传递巨大的能量，造成建筑表面温度升高，热能通过墙体传导到室内造成室内温度升高，在南方炎热地区，人们不得不长时间使用空调来降低室内温度，使得建筑能耗大幅攀升。在建筑表面涂敷反射率高的隔热涂料是降低能耗的重要手段，由于其具有隔热效率高、轻质、施工方便、成本低廉等优点，反射隔热涂料逐渐取代传统阻隔隔热型材料，被应用在更多场合。.颜料的性能制约着反射隔热涂料的应用，而TiO2颜料和Fe2O3颜料是市面上颜料中反射最性能优良的颜料之一，将其负载在云母表面会提高其机械性能和分散性，有利于制备出高反射率的复合颜料。本项目通过采用液相沉积法在云母表面包覆纳米氧化钛薄膜或氧化铁薄膜，研究了薄膜晶型、形貌以及薄膜厚度对复合颜料呈色性能、反射性能以及隔热性能的影响，并探究产生该影响的原因。研究结果表明：.（1）通过预先在云母表面包覆一层SnO2或MnO2的方法可在70℃的低温下制备出结晶良好的金红石型氧化钛薄膜。与锐钛矿型氧化钛薄膜相比，预包覆SnO2制备出的金红石型氧化钛薄膜在400~1300nm的可见光区和近红外区，展现出更高的反射率，.（2）预包覆SnO2制备出的金红石型氧化钛薄膜的负载量、颗粒尺寸对其光吸收、漫反射性能有较大的影响。随着金红石氧化钛负载量的增大样品的紫外-可见反射光谱出现了明显的红移，能隙由2.85eV增大到2.95eV。在400~700nm 的可见光区，样品的反射率随负载量的增大而增大。而在1300~2500nm 的近红外光区，样品的反射率随负载量的增大而降低。.（3）制备出了多种色系的mica-Fe2O3复合颜料、空心玻璃微珠/卤氧铋复合颜料，研究了复合颜料的组成和结构对色度和反射率的影响。并以这些复合颜料为基本单元构筑出具有优异自清洁性能的超疏水反射隔热涂层，有利于长期保持高反射率。.

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Antifouling energy-efficient coatings based on BiOClxBr1-x microflowers: NIR reflective property and superhydrophobicity
基于BiOClxBr1-x微花的防污节能涂料：近红外反射性能和超疏水性
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2020.119569
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Construction and Building Materials
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Gao Qiang;Wu Xiaomei;Zhu Rong
  • 通讯作者：
    Zhu Rong
Dual functionality of K0.3WO3/Ag2O nanocomposites for smart window: Energy saving and visible photocatalytic self-cleaning performance
用于智能窗的K0.3WO3/Ag2O纳米复合材料的双重功能：节能和可见光催化自清洁性能
  • DOI：
    10.1016/j.solmat.2019.03.042
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Solar Energy Materials and Solar Cells
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Gao Qiang;Wu Xiaomei;Cai Ligang
  • 通讯作者：
    Cai Ligang
Effect of morphology on the near infrared shielding property and thermal performance of K0.3WO3 blue pigments for smart window applications
形貌对智能窗用 K0.3WO3 蓝色颜料近红外屏蔽性能和热性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.dyepig.2018.03.074
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Dyes and Pigments
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Cai Ligang;Wu Xiaomei;Gao Qiang;Fan Yueming
  • 通讯作者：
    Fan Yueming
Optical property and thermal performance of hollow glass microsphere/BiOBr1-xIx composites as a novel colored near infrared reflective pigment
新型彩色近红外反射颜料空心玻璃微球/BiOBr1-xIx复合材料的光学性能和热性能
  • DOI：
    10.1016/j.dyepig.2018.02.038
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Dyes and Pigments
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Gao Qiang;Wu Xiaomei;Lu Denghui;Fan Yueming
  • 通讯作者：
    Fan Yueming
Novel near infrared reflective pigments based on hollow glass microsphere/BiOCl1-xIx composites: Optical property and superhydrophobicity
基于空心玻璃微球/BiOCl1-xIx复合材料的新型近红外反射颜料：光学性能和超疏水性
  • DOI：
    10.1016/j.solmat.2018.02.033
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Solar Energy Materials and Solar Cells
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Gao Qiang;Wu Xiaomei;Fan Yueming;Meng Qinglin
  • 通讯作者：
    Meng Qinglin

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    高强
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    徐傲;巫寅虎;陈卓;崔琦;白宇;李魁晓;时玉龙;高强;胡洪营
  • 通讯作者：
    胡洪营

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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