具有多功能復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題，它已經(jīng)對社會的可持續(xù)發(fā)展和人類自身的長期發(fā)展造成嚴重的威脅。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TiO2具有很好的光催化性，能夠分解有毒有機物，被廣泛用來處理水中污染物及空氣污染。也可以用于墻壁、飲水機及室

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行復合可制備成防雨霧自清潔玻璃。此外，由于TiO2對光的折射率較大，與Ag、Cr等高反射率金屬薄膜復合后可以有效降低中遠紅外和紫外光的透過率，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。
　　 本論文首先詳細研究了磁控濺射法制備TiO2薄膜的工藝過程，討論了各工藝參數(shù)對TiO2薄膜光催化性能的影響。通過XRD分析可知，當濺射氣壓過低，氧氣供應不足不能產(chǎn)生T

3、iO2而是產(chǎn)生TiO、Ti2O3等物質(zhì)。在濺射氣壓為1.0Pa時能夠產(chǎn)生具有很好的光催化效果的銳鈦礦TiO2；當氧分壓過高,氧空位濃度相應下降，從而降低TiO2的光催化效果。實驗發(fā)現(xiàn)，當氧分壓為0.2時TiO2的光催化效果最好；同時，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?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，但如果溫度過高則可能造成TiO2顆粒增大,透過率閥值藍移

4、，從而影響TiO2的光催化性，研究表明，當基片溫度為300oC時，TiO2的光催化性最好。
　　 接下來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不同制備工藝對復合功能薄膜光催化與親水性的影響。通過接觸角測量儀，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來，膜層的親水性大幅度地提高，從而具有很好的防雨霧性能；另外當氧分

5、壓較高時，膜層在擁有超親水性的同時具有較高的光催化性，因此擁有不錯的自清潔功能。為了進一步提高復合膜的光催化性，我們嘗試在玻璃表面利用磁控濺射法、陽極氧化法制備TiO2納米管。通過光催化測試知道，TiO2納米管可以大幅度地提高TiO2的光催化性。同時還做了些TiO2納米管的改性實驗，實驗表明，添加Bi2S3后TiO2納米管的光催化性有一定程度的提高，三個小時后降解率便可達到70.5％。
　　 最后介紹了低輻射膜的研究情況，通過光