[发明专利]一种双金属掺杂VIB族金属氧化物纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种双金属掺杂VIB族金属氧化物纳米材料及其制备方法与应用。本发明VIB族金属氧化物纳米材料的化学式为A_xB_yMO₃，其中M为VIB族元素，A和B是以金属阳离子形式存在的掺杂元素，O是氧元素，0≤x≤1，0≤y≤1，A和B为不相同且独立存在的主族或副族元素中的一种。本发明利用含VIB族金属元素的化合物、还原剂及含A、B元素的物质在水热条件下制备得到金属氧化物纳米材料。制备的双金属掺杂VIB族氧化物纳米颗粒具有很强的近红外遮蔽能力，可应用于光控材料及器件、玻璃节能等领域。

技术领域

本发明涉及无机氧化物材料及其制备领域。更具体地，涉及一种双金属掺杂VIB族金属氧化物纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

步入21世纪以后，现代文明社会面临着诸多挑战。其中，能源危机成为社会可持续发展的最大障碍之一。世界建筑能耗在整个能源消耗中所占比例为30％～40％，在整个建筑的能量损失中，约50％耗在门窗上。据测算，目前我国已建成的建筑物90％是不节能的，而且预测到2020年我国建筑面积将达到700亿平方米，这意味着建筑能耗将急剧增加。如果不采取节能措施，预见到2020年，中国建筑能耗将达到11亿吨标准煤，其中夏季空调制冷的高峰负荷将耗掉10个三峡水电站满负荷发电量。所以建筑节能是我国的一大社会可持续发展的主题，而门窗玻璃用高透明隔热材料的开发与应用是当今建筑节能的重中之重。

太阳光辐射的能量主要集中在波长为200～2500nm的范围内，可主要分为三个区域：紫外区(200-380nm)，可见光区(380-780nm)和红外区(780-2500nm)。太阳能在这三个区域分布的能量不尽相同，紫外约为5％，可见光约为45％，红外约为45％。其中只有可见光对人的视觉活动有影响。而红外不仅对人视觉无任何贡献，而且是以热量的形式存在。因此，门窗的节能，主要是在保证室内采光的前提下，对红外光线进行阻隔，减弱室内室外的热量传递，从而达到降低室内采暖与制冷所消耗的能源的目的。

目前市场上的一些玻璃隔热的产品主要是金属镀膜或热反射贴膜，这些产品的隔热降温的功能是通过反射部分太阳光的能量所达到的。但其存在使用寿命短，制备所需的工艺条件较复杂且设备昂贵，市场推广难度大等问题。玻璃隔热涂料，在达到同样高透明和隔热性能的同时，还具有生产成本低，操作方便，高耐候性等优点。

VIB族金属氧化物包括了CrO₃、MoO₃和WO₃。研究发现，纯的VIB族氧化物对可见光和红外光没有明显的响应，而当此类氧化物中的VIB族金属元素处于部分还原状态时，该类物质对红外光具有吸收作用，且对可见光仍具有较高的透过。例如，将WO₃在惰性气氛或真空下加热至高温得到具有氧缺陷的VIB族低氧化物(WO_3-x)或是将金属元素加入WO₃，得到金属元素掺杂的钨青铜材料，均具有红外的吸收作用。

中国专利申请CN103496744B中公开了一种还原态铵钨青铜纳米粒子的制备方法，其主要内容公布了在溶剂热条件下利用有机钨源和有机高沸点胺制备得到了还原态铵钨青铜纳米粒子。

美国专利U.S.20110248225公开了基于等离子体炬条件下制备具有K_xCs_yWO₃(x+y≤1，2≤z≤3)的钾铯钨青铜的方法。