[發明專利]一種超親水功能膜的制備方法

在審

• 申請號: 201810478031.6
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108821779A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 陶玲
• 申請（專利權）人: 陶玲
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/14;C04B35/46
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 呂彩霞

本發明公開了一種超親水功能膜的制備方法，其制備方法為：首先以鈦酸酯類溶膠作為TiO₂前驅體，乙酰丙酮作為絡合劑、非金屬摻雜劑作為改性劑來制備改性TiO₂溶膠，然后將正硅酸乙酯、KH560溶液、乙醇、去離子水回流陳化得到SiO₂溶膠，之后將制備好的SiO₂溶膠加入到改性TiO₂溶膠中即得到SiO₂?TiO₂溶膠，最后對SiO₂?TiO₂溶膠進行鍍膜，熱處理后制備出SiO₂?TiO2超親水功能膜。本發明制備方法簡單可行，高效環保，反應過程容易控制，適用于工業化生產，所制備的超親水功能膜微觀表面粗糙，接觸角小，親水性強，其超親水性在可見光作用下即可響應，且在無可見光照射下能長時間保持。

技術領域

本發明涉及功能膜技術領域，尤其是涉及一種超親水功能膜的制備方法。

技術背景

超親水性薄膜會使小水滴在薄膜表面上的接觸角趨近于0°（一般可達10°以下），當水接觸到薄膜表面時，迅速在其表面鋪展形成均勻的水膜，表現出超親水的性質。隨著科學技術的不斷發展，超親水薄膜以其獨特的性能受到廣大科研工作者的關注，現階段，超親水薄膜的制備方法有很多，主要包括溶膠-凝膠法、水熱法、液相沉積法、自組裝制備法等，但是由于制備工藝復雜且不適用于大面積成膜的限制，超親水薄膜未能得到廣泛應用。

二氧化鈦（TiO₂）是一種半導體材料，具有成本低、無污染、對人體無毒害和熱穩定性好等特點。以TiO₂為主體材料制備的薄膜具有優良的光催化性、親水性和穩定的化學性能，這使其在諸多領域有著巨大的用途，其中超親水TiO₂薄膜因其具有優良的光學、化學和親水性質，在自清潔、防霧、抗菌、抗腐蝕、生物醫學應用、藥物傳送系統、太陽能電池、熱傳遞等方面有著廣泛的應用潛力。但是二氧化鈦禁帶較寬（3.2eV），純二氧化鈦（未加改性劑）薄膜只能在一定強度的紫外光下照射一定時間才有可能獲得超親水性，而紫外光在自然光源中比例很少（如太陽光中紫外光按強度計算只有不到5%），導致所制備的二氧化鈦薄膜只能依靠太陽光照獲得親水性，且親水性的保持時間較短，從而大大限制了所制備薄膜的應用。因此，尋找一種超親水性TiO₂薄膜的制備方法，擴大其應用范圍，具有十分重要的意義。

現有技術如授權公告號為CN 103723928 B的中國發明專利，公開了一種超親水性納米TiO₂薄膜的制備方法，以鈦酸丁酯作為TiO₂的前驅體，用無水乙醇作為溶劑，并加入乙酰丙酮作為抑制劑，室溫下磁力攪拌，得A溶液；另取無水乙醇和去離子水，并加入適量PVP，得B溶液；在強烈攪拌下，將B溶液緩慢滴入A溶液中，并用酸調溶液pH值為3，繼續攪拌3h，得到穩定的TiO₂溶膠，溶膠陳化2~7天備用；在清洗干凈的載玻片上利用旋涂機采用涂覆的方式制備納米TiO₂薄膜，鍍完膜放入干燥箱中干燥，最后進行熱處理，退火，即得具有超親水性能的納米TiO₂薄膜，該方法制備的超親水性納米TiO₂薄膜表面光滑均勻，晶型穩定，無裂縫，在室內薄膜表面與水接觸角較小，具有很強的自清潔能力。但是，該制備方法制備的TiO₂薄膜的超親水性在光譜中響應范圍較窄，且持續時間不長。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單可行，高效環保，成本低的超親水功能膜的制備方法，所制備的超親水功能膜表面粗糙度高，接觸角小，親水性強，其超親水性可在可見光作用下響應，且在無可見光照射下能長時間保持。

本發明針對背景技術中提到的問題，采取的技術方案為：

一種超親水功能膜的制備方法，包括改性TiO₂溶膠的制備、SiO₂-TiO₂溶膠的制備及超親水功能膜的制備，具體包括以下步驟：