20世紀(jì)90年代,NASA噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)和哥達(dá)德航天飛行中心(GSFC)采用沸石分子篩作為分子吸附材料,涂覆在堇青石多孔蜂窩陶瓷表面,制備了可拆卸的沸石分子吸附器,測試表明沸石分子吸附器的初始吸附效率為0.7,污染物分子吸附量可達(dá)3.29mg/cm2。這種沸石分子吸附器裝置被應(yīng)用于哈勃望遠(yuǎn)鏡(HubbleSpaceTelescope,HST)的廣角行星相機和精密導(dǎo)航系統(tǒng),及熱帶雨量測量任務(wù)(TropicalRainfallMeasurementMission,TRMM)衛(wèi)星的光電傳感器。觀測發(fā)現(xiàn),裝有可拆卸沸石分子吸附器的航天器在軌運行期間,始終保持了較低的污染物濃度,證明利用沸石分子吸附器控制航天器污染物的方法有效可行。但這些可拆卸沸石分子吸附器需要額外的安裝空間,會增加航天器的重量,對航天器的整體設(shè)計和預(yù)算控制有一定影響。
涂料型熱控涂層具有優(yōu)異的熱輻射性能(太陽吸收比αs和紅外發(fā)射率ε)和空間穩(wěn)定性,通過紅外輻射與空間環(huán)境進(jìn)行熱交換實現(xiàn)航天器溫度的平衡控制,保證航天器始終處于正常的工作溫度。它們由黏合劑和顏料組成,可通過簡單噴涂法制備獲得。綜合沸石的優(yōu)異分子吸附性能與涂料型熱控涂層便捷的噴涂制備工藝,有文獻(xiàn)提出以噴涂法制備沸石分子吸附涂層。該涂層以具有超籠結(jié)構(gòu)的FAU沸石作為白色顏料,無機硅溶膠為黏合劑,硅溶膠顆粒以三維鏈狀結(jié)構(gòu)聚集在沸石顆粒周圍,可在不堵塞沸石分子篩自身微孔的前提下將沸石顆粒黏結(jié)起來,如下圖所示。
通過不同配方工藝(包括涂料黏度、沸石/黏合劑比、涂層厚度等)的調(diào)控,可以制備出具有不同熱輻射性能的沸石分子吸附涂層,它們的紅外發(fā)射率均在0.9以上,但太陽吸收比隨涂層厚度增加而減小,并逐漸趨于穩(wěn)定。