溶膠——凝膠法制備TiO2-SiO2復(fù)合減反自潔膜.pdf

1、隨著科技的進步，人們對能源的消耗日益增加，太陽能的開發(fā)與利用成為滿足人們對能源需要的重要途徑之一。太陽能的利用包括直接利用和間接利用。太陽能集熱器、太陽能熱水系統(tǒng)、暖房等屬于太陽能的直接應(yīng)用;太陽能光伏發(fā)電、太陽能電池等屬于太陽能的間接利用。由于技術(shù)水平的限制，人們對太陽能的利用效率還相當?shù)汀樘岣咛柲艿睦寐嗜藗儗μ柲芷骷砻鏈p反膜的研究與應(yīng)用投入了大量的人力與物力，減反膜的性能得到顯著地提高。但同時室外的粉塵、有機物、廢氣、大氣

2、沉降物等污染太陽能器件表面而嚴重影響其性能，因此，在保證太陽能器件表面薄膜減反性能的前提下薄膜表面的自清潔作用也顯得同樣重要。
　　 本論文在溶膠-凝膠法制備SiO2和TiO2薄膜與性能研究的基礎(chǔ)上，利用SiO2的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和低折射率與TiO2的自潔作用，制備二者復(fù)合的TiO2-SiO2減反自潔薄膜。論文工作如下:
　　 (1)首先對SiO2薄膜和TiO2薄膜的各自性能進行研究。通過添加造孔劑PEG觀察SiO2薄膜的透過率

3、，其峰值在98％左右，不顯示催化性能。TiO2薄膜的透過率較低，隨著PEG用量的增加薄膜相對于純TiO2薄膜的透過率有所提高，透過率峰值提高至91％左右。同時TiO2薄膜的催化效率也得到一定程度的提高，由0.3％提高到1.5％左右。
　　 (2)通過紫外-可見分光光度計測試復(fù)合薄膜的透過率，觀察前驅(qū)體TEOS與TBTT的配比、PEG的分子量與用量以及乙醇的用量等因素對復(fù)合薄膜透過率的影響。結(jié)果顯示隨著TBTT的相對含量的增加復(fù)合

4、薄膜的透過率相應(yīng)降低，但TBTT的相對含量較低時薄膜的催化效率受到限制，故實驗中選擇TBTT與TEOS的體積比為1∶5。隨著PEG的分子量的增加透過率相應(yīng)的增加，但同時溶膠的穩(wěn)定性也相對較差。PEG用量的增加對透過率的影響則呈現(xiàn)不規(guī)律的變化。實驗中選擇PEG的分子量為4000，用量為5.0g。而乙醇的用量不宜過多亦不宜過少，因為乙醇的用量間接的影響實驗中前驅(qū)體的水解速率與聚合速率，故實驗中選擇乙醇的用量為60mL。
　　 (3)

5、通過紫外吸收裝置測試薄膜的催化效果。結(jié)果顯示隨著TBTT相對含量與提拉速度的增加薄膜對亞甲基藍的催化效率也相應(yīng)提高，由3.331％(VTBTT∶VTEOS=1∶5)提高到33.77％(VTBTT∶VTEOS=3∶5)，此時PEG的分子量為4000、用量為5g;當VTBTT∶VTEOS為1∶5時，隨著PEG分子量的增加復(fù)合薄膜的催化效率也隨之增大，由0.66％(PEG1000)提高到14.52％(PEG10000)，提高幅度較大。當PEG

6、的分子量為4000時，隨著PEG用量的增加復(fù)合薄膜的催化效率也相應(yīng)的增加，由0.331％(PEG用量為1.5g)提高到15.19％(PEG用量為7.5g)。實驗中同時考慮溶膠的穩(wěn)定性、薄膜的透過率與催化效率等因素，故實驗選用VTBTT∶VTEOS為1∶5，PEG的分子量為4000、用量為5g，提拉速度為4000μm/s，此時薄膜的透過率峰值為94.45％，催化效率為13.52％。
　　 (4)通過潤濕角儀測試薄膜的潤濕性能。實驗