與普通的三氧化鎢相比,缺陷態(tài)氧化鎢(藍(lán)色氧化鎢和紫色氧化鎢)更適合應(yīng)用于隔熱農(nóng)膜中,這主要是源于它對可見光具有較高的透過度,對近紅外光線具有較強的吸收能力。換而言之,使用缺陷態(tài)氧化鎢粉末生產(chǎn)的農(nóng)用薄膜具有較好的隔熱效果和透光性,在確保土壤濕度的同時,也可以減少照明設(shè)備的使用。
目前主要應(yīng)用的透明熱隔離材料有熱反射薄膜和低輻射薄膜,前者實現(xiàn)對近紅外的高反射來達(dá)到目的,后者通過高反射土地?zé)崃康闹羞h(yuǎn)紅外線來達(dá)到隔熱效果。然而,兩者的制備過程均極為復(fù)雜且昂貴,其中熱反射材料還有易導(dǎo)致“光污染”等缺陷。
三氧化鎢超細(xì)顆粒是一種n型的半導(dǎo)體材料,禁帶寬度在2.6~2.8eV之間,因而具有比較短的截止波長(約為460nm)。大量的研究表明,氧化鎢材料的表面等離子共振能對近紅外光產(chǎn)生吸收,進(jìn)而能起到有效阻隔熱量的作用。此外,隨著氧化鎢中氧含量的逐漸減少,氧化鎢對近紅外線的透過率也會隨之降低。那么,三氧化鎢應(yīng)如何還原成缺陷態(tài)氧化鎢?
取兩份適量的氧化鎢顆粒作為初始材料,分別在350°C和500°C的還原氣氛[體積比V(H2):V(N2)=1:9]中燒結(jié)1h,隨后停止輸入氫氣,在氮氣的保護(hù)下將溫度升高到800°C,并在該溫度下加熱1h,然后關(guān)閉電源讓溫度降至室溫,即可得到缺陷態(tài)氧化鎢(WO2.92和WO2.83)。