[发明专利]一种高效光催化自洁玻璃的制备方法

说明书

本发明涉及玻璃材料制备技术领域，具体涉及一种高效光催化自洁玻璃的制备方法。将钛酸丁酯、无水乙醇混合，在酸性条件下掺入氯化铁、聚乙烯醇，水解得到二氧化钛溶胶，对玻璃板进行镀膜得到高效光催化自洁玻璃，铁离子与二氧化钛发生反应，使二氧化钛的光催化效率提高，负载一层二氧化硅膜后的二氧化钛，增加了对降解物的吸附，并在表面形成较强的羟基团，这些羟基团阻止了电子空穴对的合并，生成强氧化性的活性羟基，从而提高了光催化反应速率，二氧化钛与二氧化硅部分复合，薄膜变得粗糙，吸附能力增强，被紫外光照射后能迅速的从疏水转变为亲水并保持较小的接触角，提高自洁玻璃的亲水性能，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及玻璃材料制备技术领域，具体涉及一种高效光催化自洁玻璃的制备方法。

背景技术

玻璃在我们日常生活中是不可或缺的一部分，玻璃的大量使用给人们带来光明和美丽的同时，也给人们带来许多难题，比如：清洁问题、雨雾问题等。玻璃在长期使用后，表面会沾染许多灰尘、油污，需要大量的人力和物力来清洗，因此，自洁玻璃应运而生。

自洁玻璃是指在平板玻璃表面涂覆了一层透明的二氧化钛光催化剂薄膜的新玻璃。当这种被称为“光触媒”的二氧化钛光催化剂遇到太阳光或荧光灯、紫外线照射后，在外界光的激发状态下会使附着在表面的有机物、污染物变为CO₂和水且自动消除，这样玻璃表面非常容易保持清洁，减少了清洁玻璃表面的麻烦，也可以节省日益匮乏的水资源。目前已被广泛用于盖板玻璃、汽车玻璃、高档玻璃镜以及高级建筑物的玻璃幕墙装饰玻璃等领域。工业上生产二氧化钛光催化剂薄膜的工艺主要为化学气相沉积法、磁控溅射法和溶胶-凝胶法，其中，化学气相沉积法和磁控溅射法设备昂贵，操作条件苛刻，溶胶-凝胶法需要多次成膜才能达到所需厚度，且厚度不好准确控制，因而上述几种方法都未得到市场的充分认可。

目前，自清洁玻璃的生产工艺复杂，成本高，而且单独的TiO₂催化剂只能在髙能的紫外光照射下才能表现出光催化活性。由于自然界太阳光中的紫外线辐射所占部分较少，且该波长小于387.5nm的光还无法得到有效利用，所以TiO₂光催化剂对太阳光的利用率较低，从而导致玻璃的光催化效率非常低，玻璃自洁效果非常差。

因此，研制出一种能够解决上述性能问题的自洁玻璃非常有必要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对自洁玻璃中光催化剂二氧化钛催化效率低、二氧化钛亲水性差而达不到自清洁要求的缺陷，提供了一种高效光催化自洁玻璃的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高效光催化自洁玻璃的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将50～60mL无水乙醇沿烧杯壁加入6～8mL正硅酸乙酯中，搅拌，将3～4mL水加入烧杯中，搅拌后，再向烧杯中加入盐酸调节烧杯中溶液pH，静置，得到二氧化硅溶胶；

（2）将60～70mL无水乙醇置于带有搅拌器和滴液漏斗的三口烧瓶中，用滴液漏斗向三口烧瓶中加入18～20mL钛酸四丁酯，同时启动搅拌器，开始搅拌，钛酸四丁酯滴加完毕后向三口烧瓶中加入4～6mL三乙醇胺搅拌混合，得到均匀的溶液；

（3）将1～2mL水、8～10mL无水乙醇、2～4mL盐酸混合，倒入上述三口烧瓶中，搅拌混合，再静置，得到浅黄色的二氧化钛溶胶，再向二氧化钛溶胶中加入1～3mL聚乙烯醇、8～10g无水氯化铁，继续搅拌混合，得到掺有铁离子的二氧化钛溶胶；

（4）取普通平板玻璃为基片，先用自来水冲洗，再分别用盐酸和氨水洗涤，最后用无水乙醇浸洗，得到洗净的玻璃板，将洗净的玻璃板放入烘箱中，加热升温，干燥，得到清洗干净的玻璃板；