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(jìn)步，人們對(duì)能源的消耗日益增加，太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用成為滿足人們對(duì)能源需要的重要途徑之一。太陽(yáng)能的利用包括直接利用和間接利用。太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、暖房等屬于太陽(yáng)能的直接應(yīng)用;太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)能電池等屬于太陽(yáng)能的間接利用。由于技術(shù)水平的限制，人們對(duì)太陽(yáng)能的利用效率還相當(dāng)?shù)汀樘岣咛?yáng)能的利用率人們對(duì)太陽(yáng)能器件表面減反膜的研究與應(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(shí)室外的粉塵、有機(jī)物、廢氣、大氣

2、沉降物等污染太陽(yáng)能器件表面而嚴(yán)重影響其性能，因此，在保證太陽(yáng)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(duì)SiO2薄膜和TiO2薄膜的各自性能進(jìn)行研究。通過(guò)添加造孔劑PEG觀察SiO2薄膜的透過(guò)率

3、，其峰值在98％左右，不顯示催化性能。TiO2薄膜的透過(guò)率較低，隨著PEG用量的增加薄膜相對(duì)于純TiO2薄膜的透過(guò)率有所提高，透過(guò)率峰值提高至91％左右。同時(shí)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(guò)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試復(fù)合薄膜的透過(guò)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(duì)復(fù)合薄膜透過(guò)率的影響。結(jié)果顯示隨著TBTT的相對(duì)含量的增加復(fù)合

4、薄膜的透過(guò)率相應(yīng)降低，但TBTT的相對(duì)含量較低時(shí)薄膜的催化效率受到限制，故實(shí)驗(yàn)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(guò)率相應(yīng)的增加，但同時(shí)溶膠的穩(wěn)定性也相對(duì)較差。PEG用量的增加對(duì)透過(guò)率的影響則呈現(xiàn)不規(guī)律的變化。實(shí)驗(yàn)中選擇PEG的分子量為4000，用量為5.0g。而乙醇的用量不宜過(guò)多亦不宜過(guò)少，因?yàn)橐掖嫉挠昧块g接的影響實(shí)驗(yàn)中前驅(qū)體的水解速率與聚合速率，故實(shí)驗(yàn)中選擇乙醇的用量為60mL。
　　 (3)

5、通過(guò)紫外吸收裝置測(cè)試薄膜的催化效果。結(jié)果顯示隨著TBTT相對(duì)含量與提拉速度的增加薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)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(shí)PEG的分子量為4000、用量為5g;當(dāng)VTBTT∶VTEOS為1∶5時(shí)，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(dāng)PEG

6、的分子量為4000時(shí)，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(shí)驗(yàn)中同時(shí)考慮溶膠的穩(wěn)定性、薄膜的透過(guò)率與催化效率等因素，故實(shí)驗(yàn)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(shí)薄膜的透過(guò)率峰值為94.45％，催化效率為13.52％。
　　 (4)通過(guò)潤(rùn)濕角儀測(cè)試薄膜的潤(rùn)濕性能。實(shí)驗(yàn)