[發明專利]一種二氧化鈦基自清潔玻璃的制備方法

有效

• 申請號: 201711060957.5
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107601917B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 張昕彤;馬賀;王長華;于飛;劉益春
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C03C17/25
• 分類號: C03C17/25;C01G23/053
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 南小平

本發明涉及一種二氧化鈦基自清潔玻璃的制備方法，解決傳統制備自清潔玻璃過程中工藝復雜、對人力物力等要求高以及鍍膜效率低難以大面積推廣的問題。本發明的制備方法是以簡單的溶膠?凝膠法制備尺寸均勻、顆粒較小的含TiO₂(B)晶相的納米粒子溶膠，將玻璃浸漬到溶膠中，以0.5cm/s?1.0cm/s的速度將玻璃從TiO₂溶膠中提拉出來，對樣品進行300?600℃退火處理，能得到大面積、均勻薄膜的TiO₂基自清潔玻璃。本發明的TiO₂基自清潔玻璃具有較好的有機物催化降解活性，非常適合在建筑物外部玻璃墻、汽車擋風玻璃等領域進行推廣。本發明的方法對設備要求不高，極大的降低了生產成本，同時此法的生產效率高，薄膜厚度可靈活掌控。具有較高的透過率，適宜應用于日常生產生活中。

技術領域

本發明涉及一種制備方法，具體涉及一種二氧化鈦基自清潔玻璃的制備方法。

背景技術

隨著對環境惡化給人類生活帶來危害的認識以及對環境保護要求的提高，人們對使用具有環保作用且利用自然條件達到自動清潔作用，又能美化環境的綠色建筑材料的要求越來越迫切，而自清潔玻璃的出現，恰恰滿足了人們這一美好愿望。自清潔玻璃是一種將二氧化鈦光催化劑負載于玻璃表面，從而具有光催化降解自清潔去污等性能的新型環保材料，在建筑行業有著廣闊的應用前景。

對于常見的二氧化鈦薄膜的制備，化學氣相沉積法是最早進行研究和在生產線上使用的自清潔玻璃制備方法[Sanderson K D,Mills A,Hurst S,et al.The use oftitanium dioxide coatings deposited by APCVD on glass substrates to provide adual action self cleaning[C]//46th Annual Society of Vacuum Coaters TechnicalConference.2003.]。化學氣相沉積法的優點有以下兩點：一是制備的膜純度高，致密性好，容易形成良好的結晶材料。在沉積反應過程中，通過改變或調整參加化學反應的組成，就能方便地控制沉積物的成分和特征。制得各種不同的功能的薄膜和材料。二是一旦工藝控制參數確定，可以規模化連續生產，工藝上易于控制，產品質量穩定。但化學氣相沉積法也有個缺點，設備要求高，成本高，導致生產成本高。與此同時，磁控濺射法是薄膜物理氣相沉積(PVD)的另一種方法。在環狀磁場控制下的輝光放電條件下，利用氣體放電產生的正離子，在電場作用下加速成為高能粒子，撞擊固體膜層材料的表面。進行能量和動量交換后，膜層材料的原子或分子在轟擊下離開表面并沿著一定的方向濺射向襯底，從而實現在襯底上薄膜的沉積[Okada M,Yamada Y,Jin P,et al.Fabrication of multifunctional coatingwhich combines low-e property and visible-light-responsive photocatalyticactivity[J].Thin Solid Films,2003,442(1):217-221.]。但該方法不適于大量生產，同時該法鍍膜效率低，且膜厚達不到要求的光催化效果。而溶膠-凝膠高溫燒結法是目前已經產業化和自清潔效果最為有效的自清潔玻璃生產的方法。該方法從溶液出發，經過溶液的溶膠化、凝膠化后，在低溫條件下制備出納米薄膜，然后對玻璃進行鍍膜與鋼化得到自清潔玻璃。一般溶膠-凝膠法得到的納米TiO₂都是銳鈦型，所以其光催化效率最高。而經過干燥或鋼化處理的玻璃膜由于其中有機物的氣化揮發使膜表面呈多孔狀態，光催化效率更好[Paz Y,Luo Z,Rabenberg L,et al.Photooxidative self-cleaning transparenttitanium dioxide films on glass[J].Journal of Materials Research,1995,10(11):2842-2848.]。

基于上述種種因素，如何找到一種新型的，高效、廉價易得的二氧化鈦自清潔玻璃已然成為了現今研究的重要課題。

發明內容