ZrO2/SBA-15共价界面工程：增强光学与热辐射性能的创新策略

本综述通过界面工程策略构建ZrO2/SBA-15复合材料，首次揭示界面共价键（Zr–O）与电荷重分布对光学性能的调控机制。该材料实现96.8%太阳反射率（0.3-2.5 μm）和0.98半球发射率（8-13 μm），为热管理材料设计提供原子尺度理论支撑。

　　

Highlight

通过高效浸渍法将ZrO₂均匀分散于有序介孔SBA-15，形成多界面结构。第一性原理计算揭示界面处存在强共价键（结合能1.91 J/m²）和电荷重分布，显著提升光学与热辐射性能。

Materials

本研究使用化学品包括Pluronic P123三嵌段共聚物（EO₂₀PO₇₀EO₂₀）、五水硝酸锆（Zr(NO₃)₄·5H₂O）、二氧化锆（ZrO₂）、盐酸（HCl）和正硅酸乙酯（TEOS）。

Microstructure and chemicals analysis

如图2a-b所示，小角/广角XRD显示纯SBA-15与不同Zr负载量样品的衍射图谱。广角XRD中所有样品在2θ=22°处出现 amorphous silica 特征宽峰，且未观察到晶体ZrO₂特征峰。

Conclusion

本研究通过界面工程与微观结构优化成功制备高性能ZrO₂/SBA-15复合颜料。优化后的复合材料表现出优异界面稳定性（粘附功1.91 J/m²，界面间距1.98-2.10 ?），这归因于Zr–O共价键形成和界面电荷重分布。ZrO₂在有序SBA-15框架内的均匀分散产生协同效应。