分子筛-氧化锌复合填料的制备及其结构对光学性能的影响
2021-05-25张东张立功张有玮张家强崔庆新白晶莹
张东,张立功*,张有玮,张家强,崔庆新,白晶莹
(北京卫星制造厂有限公司,北京 100190)
ZnO 热控涂层[1]是主要的低吸收无机热控涂层之一,在卫星、飞船等航天器的热控系统中应用十分广泛。在近紫外辐照[2]下,由于紫外光的光子能量高,价带电子易获得能量而跃迁至导带,使ZnO 填料发生分解,O 从材料中游离出来,产生O 空位,同时可能产生锌填隙(Zni),造成涂层表面锌富集,导致热控涂层表面由白色变为淡黄色[3-4],太阳吸收比增高,降低了涂层的热控效果,影响了航天器内部 仪器的寿命。研究人员针对ZnO 作出了掺杂[5-6]、包覆[7-8]等改性,以降低热控填料和涂层的初始吸收比,提高热控填料和涂层的空间稳定性,但在提升填料紫外反射能力方面仍有不足。
1992 年,Mobil 公司的科学家[9]在Nature 杂志上发表了关于介孔结构MCM-41 分子筛制备及机理的研究;2000 年,上海复旦大学的赵东元团队[10]在酸性环境下合成出与MCM-41 有相同结构,但水热稳定性更好的SBA-15 分子筛[11-14];2010 年,G. D. Mihai 等人[15]深入研究了在介孔MCM-41 和SBA-15 上负载ZnO 纳米颗粒后的物理化学性质和光催化性能,发现复合粉体的紫外吸收性能明显降低;2013 年,N. Kiomarsipour 等伊朗科学家[16]将MCM-41 作为改性材料与ZnO 复合成Zn-MCM-41 粉体,然后以其作为热控填料,制备出太阳全光谱反射率高于0.8 的热控涂层;2016 年,伊朗科学技术研究组织的Vahid Heydari 等人[17]也将SBA-15 作为改性材料与ZnO 复合成Zn-SBA-15 粉体,同样制备出太阳全光谱反射率高于0.8 的无机热控涂层;2019 年,南京理工大学的孙辉等人[18]将SBA-15 和纳米ZnO 通过高温烧结结合在一起后作为填料,制备出太阳紫外反射率高于0.9 的热控涂层。……
