MXene/CNF复合气凝胶的制备及辐射制冷性能研究

目的探究制备过程中不同MXene含量、预冻温度及方式对MXene/CNF复合气凝胶内部结构和性能的影响。方法采用原位生成HF刻蚀法和冷冻干燥法制备MXene粉末和MXene/CNF复合气凝胶,采用扫描电镜(SEM)观察刻蚀前后的MXene及–18℃、–196℃下不同含量MXene经过均相冷冻和定向冷冻的MXene/CNF气凝胶的微观结构,并测试力学性能、导热率、光谱性能及制冷性能。结果在相同预冻条件下,气凝胶的密度和力学强度随着MXene含量的增加而下降;随着预冻温度的降低,气凝胶孔隙的尺寸减小且数量增加,CM_(50)-18的孔径在103μm左右,而CM_(50)-196具有最小的孔径,为25μm左右。与普通均质冷冻相比,定向冷冻制备的气凝胶的导热率更低,并且随着MXene含量的增加,导热率增大。在80℃加热条件下其表面温度最多能降低33.4℃,制冷性能优异。而样品的表面平均温度随着MXene含量的增加而上升。不同MXene含量的气凝胶对太阳光的平均吸光度能达到0.95以上,对波长为400 nm、874 nm以及1800 nm以上的光的吸光度能达到1。结论通过定向冷冻制备的MXene/CNF的力学性能、光谱性能、制冷性能有所改善。