[发明专利]一种高危区域防辐射用高能光线吸收转换材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高危区域防辐射用高能光线吸收转换材料及其制造方法，该吸收转换材料由ITO玻璃和固化在ITO玻璃表面的功能体组成，该功能体是以聚酰亚胺树脂、氨化石墨烯电热均化介质、光热感应液及碲化铋粉末为原材料，将它们以质量比30：(8‑10):(25‑35):(30‑35)配比均匀后固化获得。本发明集成光电转换与热电转换功能、总效率高、阻隔高能射线、安全保障系数高。

技术领域

本发明涉及光热电转换技术领域，尤其涉及一种高危区域防辐射用高能光线吸收转换材料及其制造方法。

背景技术

热电转换元件能够将热能直接转换成电能，而且与现有的发电技术相比，不存在可动构件。因此，热电转换元件具有如下许多优点：不需要维护、寿命长、也不会产生噪音、而且还能够利用低温的废热。热电转换材料的性能通常通过无量纲性能指数(ZT)来表示。即，ZT高的材料为塞贝克系数与电导率高、且热导率低的材料。

目前，用作热电转换材料的Bi2Te3在100～300℃的温度较低的区域具有ZT＝0.8左右的无量纲性能指数。然而，对于目前使用的热电转换材料而言，稀有金属Bi、Sb、Te、Pb等为主要成分。这些资源的储量少、材料成本高。另外，由于这些热电转换材料在300～400℃的高温区域容易被氧化，因此作为元件的寿命短，而且还担心有毒性。因此，针对能否通过与BiTe系材料相比为低成本且低毒性的Si系材料得到与BiTe系材料同等的ZT，进行了研究。对于Si系材料而言，由于晶格热导率比BiTe高100倍左右，因此，与BiTe系材料相比，ZT显著变低。因此，认为Si系材料难以用作热电转换材料。然而，近年来发现，因材料的纳米结构化而产生了声子散射的Si系材料与Si系材料的块(bulk)体相比，可降低晶格热导率。因此，使用了经纳米结构化的Si的热电转换元件受到关注。

因此，市面上急需一种集成光电转换与热电转换功能、总效率高、阻隔高能射线、安全保障系数高的吸收转换材料。

发明内容

本发明旨在提供一种集成光电转换与热电转换功能、总效率高、阻隔高能射线、安全保障系数高的吸收转换材料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高危区域防辐射用高能光线吸收转换材料的制造方法，包括以下阶段：

1)原材料准备

①原材料准备：按重量准备金属钠6.5kg-7kg、二甲基丙二酸二乙酯45kg-50kg、2-溴溴苄58kg-60kg、氢氧化钠45kg-48kg、氯化亚砜20kg-22kg、足量铅粉、硝酸钠7kg-9kg、石墨粉10kg-12kg、足量氨水饱和溶液、高锰酸钾45kg-48kg、足量ITO玻璃、足量聚酰亚胺树脂、足量粒径100nm-200nm的碲化铋粉末；

②辅材准备：准备足量乙醇、足量乙酸乙酯，足量溶质质量分数20％的盐酸水溶液、足量饱和氯化钠水溶液、足量N,N-二甲基甲酰胺、足量去离子水、足量浓硫酸、足量过氧化氢、溶质质量分数10％的硝酸水溶液；

2)光热感应液制造

①将阶段1)步骤①准备的金属钠投入其质量30倍-40倍的乙醇中，搅拌至全溶，获得混液A；

②将阶段1)步骤①准备的二甲基丙二酸二乙酯与其体积1.2倍-1.3倍的乙醇混配均匀，获得混液B；

③将步骤②获得的混液B通过恒压漏斗缓慢滴加到步骤①获得的混液A中，搅拌12min-15min，获得混液C；

④在步骤③获得的混液C中缓慢加入阶段1)步骤①准备的2-溴溴苄，升温至92℃-95℃，稳定回流至反应完全，冷却至室温，获得内有固含物的混液D；

⑤滤除步骤④获得的混液D中的固含物，将获得的溶液采用足量乙酸乙酯洗涤旋蒸萃取3次-5次，得无色液体；