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具有紫外吸收、近红外反射和中、远红外吸收性能的功能材料,是科研工作者关注的一个热点课题。功能材料具有紫外吸收性能,可以减弱紫外线对材料的老化和对人体的伤害;具有近红外反射的性质,可以减弱近红外线产生的热效应,从而降低封闭空间的温度,达到节省能源和保护环境的目的;具有中、远红外吸收的能力,可以实现军事上的隐身效果。所以,此类功能材料有重要的应用价值和广阔的应用前景。本文以硬脂酸、Al(NO3)3·9H2O、Y(NO3)3·6H2O、正硅酸乙酯((C2H5)6SiO4)和钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)为原料,通过硬脂酸凝胶法制备了氧化物SiO2、TiO2、Y2O3和Al2O3,SiO2掺杂金属离子(Zn2+、Y3+、Al3+和Ti4+)以及二元功能材料TiO2-SiO2、Y2O3-SiO2和TiO2-Y2O3 ,三元功能材料SiO2-TiO2-Y2O3和SiO2-TiO2-Al2O3。应用X-射线粉末衍射仪(XRD)、差热-热重(TG-DTA)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光-近红外光谱仪(UV-Vis-NIR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对功能材料进行表征,并对影响功能材料光学性能变化的原因进行了分析讨论,也给出了一些合理解释。同时,探讨了功能材料组分的浓度(Y2O3或Al2O3)、焙烧温度和焙烧时间对光学性能的影响。实验结果表明:当功能材料SiO2-TiO2-Y2O3中Y2O3浓度为40%,焙烧温度为800°C,焙烧时间为3h时,功能材料的光学性能最好,近红外反射率可达到85%,中红外透过率为40%,远红外透过率为30%;当功能材料SiO2-TiO2-Al2O3中Al2O3浓度为20%时,近红外反射率可以达到85%,中红外透过率达到10%,远红外透过率等于0%。并且随着焙烧温度和浓度(Y2O3或Al2O3)的变化,中红外透过率与远红外透过率的变化趋势一致。该功能材料可以作为涂料应用于建筑、设备涂层等行业,也可以分散到有机溶剂里,制备具有紫外吸收、近红外反射和中、远红外吸收的透明薄膜材料,用作玻璃的隔热贴膜。本文通过硬脂酸凝胶法制备功能材料,并对它在紫外吸收、近红外反射和中、远红外吸收方面的光学性能,进行了系统的研究。由此可以看出:硬脂酸凝胶法制备此类功能材料具有实验条件容易控制、操作简单、原料来源丰富、反应时间短、产率高等优点,最重要的是,该功能材料的各项光学性能都能满足实际应用的需要。