TiO-,2-薄膜自潔玻璃的制備及其性能研究.pdf

1、本文針對(duì)自潔玻璃廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)相對(duì)落后的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)現(xiàn)行工業(yè)化生產(chǎn)自潔玻璃工藝繁雜、能耗大的弊端，提出從TiO2薄膜的光誘導(dǎo)親水性出發(fā)，利用可以提高其性能的摻雜，制備單層TiO2薄膜自潔玻璃，簡(jiǎn)化工藝。實(shí)驗(yàn)中以載玻片作為實(shí)驗(yàn)基體，使用傳統(tǒng)的溶膠-凝膠浸漬提拉法制得了TiO2薄膜、TiO2/SiO2雙層薄膜、TiO2-Al2O3復(fù)合薄膜以及TiO2-WO3復(fù)合薄膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TiO2/SiO2雙層薄膜以及Al2O3、W

2、O3的摻雜均使TiO2薄膜的親水性得到不同程度的改善，其中TiO2-WO3復(fù)合薄膜的改善效果最佳。 實(shí)驗(yàn)以0.5mol/L的TiO2溶膠為原料，采用自行設(shè)計(jì)的提拉裝置，制得厚度約為40nm的TiO2薄膜，經(jīng)1.2h的紫外照射接觸角下降至15°左右，最終穩(wěn)定在10°。 以阻止玻璃基體中鈉離子遷移到薄膜表面而影響其親水性為初始目的，在基體和TiO2薄膜之間涂覆了一層SiO2薄膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)TiO2與SiO2發(fā)生部分復(fù)合，使

3、雙層薄膜具有了TiO2/SiO2復(fù)合薄膜的特性：薄膜表面粗糙度增大，出現(xiàn)微孔結(jié)構(gòu)，從而改善了薄膜的光誘導(dǎo)親水性，5min可使接觸角下降到12°，最終穩(wěn)定在8°左右。本文還研究了TiO2/SiO2雙層薄膜在不同的熱處理溫度下，其親水性、光催化活性的差異，證明600℃下熱處理1h的薄膜具有較好的親水性和光催化活性。 為了良好的控制TiO2相變和晶粒長(zhǎng)大的作用，在TiO2中摻入微量Al2O3，想以此來(lái)提高TiO2的光致親水作用，結(jié)果薄

4、膜的飽和接觸角大大降低，提高了薄膜的固有親水性，而且Al2O3的摻入量越大，其飽和接觸角越小，接觸角下降速率也越小。 為了控制電子空穴的定向流動(dòng)，提高表面空穴的壽命，從而改善薄膜的光誘導(dǎo)親水性，我們將WO3摻入TiO2薄膜中。實(shí)驗(yàn)證明，這種方法取得了良好的效果，薄膜的光誘導(dǎo)親水性和光催化活性都得到很大提高。另外，從用紫外分光光度儀測(cè)量的薄膜紫外光吸收曲線來(lái)看，WO3的摻雜使薄膜得吸收限象可見(jiàn)光方向產(chǎn)生了移動(dòng)。關(guān)于摻雜WO3的Ti