具有多功能復(fù)合特性的納米鍍膜玻璃的研究.pdf

1、人口急劇膨脹、資源能源極度短缺和環(huán)境持續(xù)惡化已經(jīng)是人類面臨的三大問(wèn)題，它已經(jīng)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和人類自身的長(zhǎng)期發(fā)展造成嚴(yán)重的威脅。這就要求材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展走向節(jié)約資源利用、減少能源消耗及與環(huán)境和諧共處的道路。TiO2正是滿足此要求的一種重要“生態(tài)環(huán)境材料”。
　　 TiO2具有超親水超親油雙親特性，可以起到防雨霧作用；同時(shí)TiO2具有很好的光催化性，能夠分解有毒有機(jī)物，被廣泛用來(lái)處理水中污染物及空氣污染。也可以用于墻壁、飲水機(jī)及室

2、內(nèi)家具表面，起到殺菌除臭的功效。因此，將TiO2這種功能材料與玻璃進(jìn)行復(fù)合可制備成防雨霧自清潔玻璃。此外，由于TiO2對(duì)光的折射率較大，與Ag、Cr等高反射率金屬薄膜復(fù)合后可以有效降低中遠(yuǎn)紅外和紫外光的透過(guò)率，從而可制備的低輻射玻璃，以獲得冬暖夏涼的室內(nèi)環(huán)境。
　　 本論文首先詳細(xì)研究了磁控濺射法制備TiO2薄膜的工藝過(guò)程，討論了各工藝參數(shù)對(duì)TiO2薄膜光催化性能的影響。通過(guò)XRD分析可知，當(dāng)濺射氣壓過(guò)低，氧氣供應(yīng)不足不能產(chǎn)生T

3、iO2而是產(chǎn)生TiO、Ti2O3等物質(zhì)。在濺射氣壓為1.0Pa時(shí)能夠產(chǎn)生具有很好的光催化效果的銳鈦礦TiO2；當(dāng)氧分壓過(guò)高,氧空位濃度相應(yīng)下降，從而降低TiO2的光催化效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧分壓為0.2時(shí)TiO2的光催化效果最好；同時(shí)，熱處理可以提高TiO2的結(jié)晶程度，從而能夠有效地提高TiO2的光催化效果；適當(dāng)?shù)卦黾踊瑴囟瓤梢蕴岣逿iO2的結(jié)晶程度，有利于TiO2光催化性的提高，但如果溫度過(guò)高則可能造成TiO2顆粒增大,透過(guò)率閥值藍(lán)移

4、，從而影響TiO2的光催化性，研究表明，當(dāng)基片溫度為300oC時(shí)，TiO2的光催化性最好。
　　 接下來(lái)研究了磁控濺射法制備TiO2/SiO2防雨霧自清潔功能薄膜的工藝過(guò)程，在固定TiO2制備工藝的基礎(chǔ)上，討論了SiO2不同制備工藝對(duì)復(fù)合功能薄膜光催化與親水性的影響。通過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x，知道在TiO2表面添加一層SiO2后，水與玻璃的接觸角為零，水滴能夠快速的鋪展開(kāi)來(lái)，膜層的親水性大幅度地提高，從而具有很好的防雨霧性能；另外當(dāng)氧分

5、壓較高時(shí)，膜層在擁有超親水性的同時(shí)具有較高的光催化性，因此擁有不錯(cuò)的自清潔功能。為了進(jìn)一步提高復(fù)合膜的光催化性，我們嘗試在玻璃表面利用磁控濺射法、陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管。通過(guò)光催化測(cè)試知道，TiO2納米管可以大幅度地提高TiO2的光催化性。同時(shí)還做了些TiO2納米管的改性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明，添加Bi2S3后TiO2納米管的光催化性有一定程度的提高，三個(gè)小時(shí)后降解率便可達(dá)到70.5％。
　　 最后介紹了低輻射膜的研究情況，通過(guò)光