[發明專利]一種高效光催化自潔玻璃的制備方法

在審

• 申請號: 201711276849.1
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108147677A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 徐煒;何少雄;張建初
• 申請（專利權）人: 呂莉
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 馬驍

本發明涉及玻璃材料制備技術領域，具體涉及一種高效光催化自潔玻璃的制備方法。將鈦酸丁酯、無水乙醇混合，在酸性條件下摻入氯化鐵、聚乙烯醇，水解得到二氧化鈦溶膠，對玻璃板進行鍍膜得到高效光催化自潔玻璃，鐵離子與二氧化鈦發生反應，使二氧化鈦的光催化效率提高，負載一層二氧化硅膜后的二氧化鈦，增加了對降解物的吸附，并在表面形成較強的羥基團，這些羥基團阻止了電子空穴對的合并，生成強氧化性的活性羥基，從而提高了光催化反應速率，二氧化鈦與二氧化硅部分復合，薄膜變得粗糙，吸附能力增強，被紫外光照射后能迅速的從疏水轉變為親水并保持較小的接觸角，提高自潔玻璃的親水性能，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及玻璃材料制備技術領域，具體涉及一種高效光催化自潔玻璃的制備方法。

背景技術

玻璃在我們日常生活中是不可或缺的一部分，玻璃的大量使用給人們帶來光明和美麗的同時，也給人們帶來許多難題，比如：清潔問題、雨霧問題等。玻璃在長期使用后，表面會沾染許多灰塵、油污，需要大量的人力和物力來清洗，因此，自潔玻璃應運而生。

自潔玻璃是指在平板玻璃表面涂覆了一層透明的二氧化鈦光催化劑薄膜的新玻璃。當這種被稱為“光觸媒”的二氧化鈦光催化劑遇到太陽光或熒光燈、紫外線照射后，在外界光的激發狀態下會使附著在表面的有機物、污染物變為CO₂和水且自動消除，這樣玻璃表面非常容易保持清潔，減少了清潔玻璃表面的麻煩，也可以節省日益匱乏的水資源。目前已被廣泛用于蓋板玻璃、汽車玻璃、高檔玻璃鏡以及高級建筑物的玻璃幕墻裝飾玻璃等領域。工業上生產二氧化鈦光催化劑薄膜的工藝主要為化學氣相沉積法、磁控濺射法和溶膠-凝膠法，其中，化學氣相沉積法和磁控濺射法設備昂貴，操作條件苛刻，溶膠-凝膠法需要多次成膜才能達到所需厚度，且厚度不好準確控制，因而上述幾種方法都未得到市場的充分認可。

目前，自清潔玻璃的生產工藝復雜，成本高，而且單獨的TiO₂催化劑只能在髙能的紫外光照射下才能表現出光催化活性。由于自然界太陽光中的紫外線輻射所占部分較少，且該波長小于387.5nm的光還無法得到有效利用，所以TiO₂光催化劑對太陽光的利用率較低，從而導致玻璃的光催化效率非常低，玻璃自潔效果非常差。

因此，研制出一種能夠解決上述性能問題的自潔玻璃非常有必要。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對自潔玻璃中光催化劑二氧化鈦催化效率低、二氧化鈦親水性差而達不到自清潔要求的缺陷，提供了一種高效光催化自潔玻璃的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種高效光催化自潔玻璃的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）將50～60mL無水乙醇沿燒杯壁加入6～8mL正硅酸乙酯中，攪拌，將3～4mL水加入燒杯中，攪拌后，再向燒杯中加入鹽酸調節燒杯中溶液pH，靜置，得到二氧化硅溶膠；

（2）將60～70mL無水乙醇置于帶有攪拌器和滴液漏斗的三口燒瓶中，用滴液漏斗向三口燒瓶中加入18～20mL鈦酸四丁酯，同時啟動攪拌器，開始攪拌，鈦酸四丁酯滴加完畢后向三口燒瓶中加入4～6mL三乙醇胺攪拌混合，得到均勻的溶液；

（3）將1～2mL水、8～10mL無水乙醇、2～4mL鹽酸混合，倒入上述三口燒瓶中，攪拌混合，再靜置，得到淺黃色的二氧化鈦溶膠，再向二氧化鈦溶膠中加入1～3mL聚乙烯醇、8～10g無水氯化鐵，繼續攪拌混合，得到摻有鐵離子的二氧化鈦溶膠；

（4）取普通平板玻璃為基片，先用自來水沖洗，再分別用鹽酸和氨水洗滌，最后用無水乙醇浸洗，得到洗凈的玻璃板，將洗凈的玻璃板放入烘箱中，加熱升溫，干燥，得到清洗干凈的玻璃板；