常温物体总是不断对外进行红外辐射带走自身热量,这是一种不需要能耗的被动式冷却方法,特别是通过8-13μm的大气窗口可以实现物体与外太空（～3K）之间的单向热量散失,对于节省制冷能耗、缓解城市热岛效应和工业及民用领域的热管理等极具吸引力。夜间的辐射冷却很容易实现,它仅需要材料具有良好的红外波段发射性能即可实现高效冷却。更具挑战性的是日间的辐射冷却,材料具备良好的红外发射性能外,还需要对太阳光有高的反射能力,以减少对太阳辐射的吸收。这对材料的光谱特征和红外辐射性能提出了特殊的要求。在先前的报道中,研究者发现通过结构复杂的光子晶体或多层膜叠加的超构材料可实现目标波段的光谱调控,但这些复杂且昂贵的制备方法极大地限制了这类性能新奇材料的实际应用。就此,本文提出用单一材料来实现日间辐射冷却。我们合成了两种新型辐射冷却材料磷酸氢镁和焦磷酸镁。在保证高太阳光反射性能的前提下,通过2.5-8μm波段间水分子的吸收来调控材料的红外发射性能,实现了整个红外波段（>2.5μm）的宽谱高发射和大气窗口波段（8-13μm）的选择性高发射;设计相关装置测试材料的实际冷却效果,并对两种材料的辐射冷却功率进行了理论评估和实测分析。主要研究工作如下:（1）根据水分子振动吸收处于2.5-8μm之间和HPO42-的振动吸收在8-13μm范围,这些光谱特征设计合成了带有结晶水的磷酸氢镁辐射冷却粉体,实现了2.5-13μm的宽谱发射。采用三种制备方法制备了具有宽谱发射特质的磷酸氢镁粉体。研究发现水热法合成的磷酸氢镁（Mg HPO4·1.2H2O）在大气窗口发射率为0.94,同时对太阳光谱的反射率为92.20%,是一种具有宽谱特质的多孔纳米级高发射率辐射冷却材料。红外区多个在769-1250 cm-1范围内的P-O分裂峰、P-O-H的振动吸收峰,导致了Mg HPO4·1.2H2O在大气窗口呈现高发射率。（2）为了获得实际环境中的降温效果,将水热法合成的具有宽谱高发射特质的Mg HPO4·1.2H2O粉体制备成辐射冷却涂层,涂层对太阳光谱（0.3-2.5μm）的平均反射率高达96.13%,在大气窗口（8-13μm）的平均发射率为0.92。将100μm厚度的Mg HPO4·1.2H2O涂层涂覆在陶瓷砖上,放在辐射冷却装置中实现了全年低于环境温度的冷却,同时在太阳直射下,与Ca CO3和Ti O2涂层比较,Mg HPO4·1.2H2O涂层的温度分别低8-9℃和2-5℃。耐候性研究表明经过500h紫外老化和户外暴露的Mg HPO4·1.2H2O涂层各项光学指标良好。（3）通过500℃、700℃和900℃煅烧去除Mg HPO4·1.2H2O中的水分子,合成具有选择性发射特质的非晶态和晶态Mg2P2O7。700℃煅烧的Mg2P2O7出现更明显的光谱选择性,对太阳光谱（0.3-2.5μm）的平均反射率高达98.04%,在大气窗口（8-13μm）的红外平均发射率为0.92。反射率的提高是由于晶格密度的增加导致介电常数的提升,而发射率的下降可能是因为晶体结构中PO4四面体的对称性较好、P-O-P分裂峰的减少和P-O-H键的消失。钇掺杂的非晶态Mg2P2O7出现了空隙状规则形貌,该形貌通过米氏散射效应增加了太阳光的背散射,提升了太阳光谱反射率至99.63%,同时钇掺杂的非晶态Mg2P2O7粉末出现选择性。（4）利用涂布机涂覆法和静电纺丝法制备了具有光谱选择性的Mg2P2O7辐射冷却涂层。在低厚度条件下,静电纺丝法制备的涂层比涂布机法涂覆的涂层反射率提高了4.74%,且极大的减少了辐射冷却粉体掺入量。辐射冷却装置测温显示Mg2P2O7（700℃）涂层无论与空白样对比还是与不同煅烧温度膜层对比,亦或与功能涂层对比,皆优于其他涂层。然而在500 h的户外暴露中,多天的暴雨气候导致涂层的反射率下降明显。（5）对宽谱发射特性的Mg HPO4·1.2H2O和选择性发射特性的Mg2P2O7进行了理论功率计算和实测。Mg HPO4·1.2H2O粉体在太阳直射下和夜间的理论冷却功率分别为83.82 W/m2和115.17 W/m2,Mg2P2O7粉体的理论冷却功率分别为85.69 W/m2和83.74W/m2。通过反馈加热法设计了功率实测装置,测试的实测功率与理论功率相近。然而,实际的真实功率还需要考虑热质量的影响,往往小于实测功率。