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(fù)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(fù)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(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(yīng)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(fù)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(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