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科技论文 科技论文2 TiO2光催化自清洁玻璃的制备 及应用前景 课 程： 创新训练 院 （部）： 理学院 专 业： 光信息科学与技术 班 级： 光信122 姓 名： 韩硕 学 号：20121212082 摘 要 纳米TiO2薄膜材料有着良好的光催化活性和光稳定性。本文… 十字星的定义 十字星是指收盘价和开盘价在同一价位或者相近，没有实体或实体极其微小的特殊的K线形式，其虽有阴阳之分， 但实战的含义差别不太大，远不如十字星本身所处的位置更为重要，比如出现在持续下跌末期的低价区，称为 希望 之星，这是见底回升的信号；出现… 世界上最具影响力的声音 撼动心灵的激情演讲 《一句话改变世界》 是的，我们做得到！ ——奥巴马总统竞选胜利演讲 2008年11月4日 （伊利诺伊州，芝加哥市）在总统竞选中获胜的当晚，巴拉克·奥巴马在芝加哥市格兰特公园1里，面对着数十万听众，发表了此篇… TiO2光催化自清洁玻璃的制备 及应用前景 课 程： 创新训练 院 （部）： 理学院 专 业： 光信息科学与技术 班 级： 光信122 姓 名： 韩硕 学 号：20121212082 摘 要 纳米TiO2薄膜材料有着良好的光催化活性和光稳定性。本文综述了纳米TiO2光催化自洁原理、纳米TiO2制备方法及改性方法，同时也介绍纳米TiO2光催化自洁技术的研究现状和发展趋势。 关键词：纳米二氧化钛，光催化，自洁玻璃 1、引言 随着人类社会的发展，环境污染问题受到人们越来越多的关注，如何消除或减少工业生产对环境造成的污染已成为一个全球性的问题。自1972年Fujishima和Honda发现光能TiO2电极上分解水后，围绕着光催化的转化与合成光催化的开发及光催化效率的提高，研究者们已经做了大量的研究工作。TiO2能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化，从空气中清除这些污染物。该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点，尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去污效果，而且没有二次污染等，成为多相光催化领域的研究热点，具有广泛的应用前景。 2、纳米TiO2光催化的自洁原理 研究发现，在日光或日光灯的照射下，TiO2光催化剂吸收紫外光，产生活性基团。这些基团可以使玻璃表面的少量有机物、微生物分解成二氧化碳和水等无机物。同时纳米TiO2薄膜经紫外光照射后有很强的亲水性，经雨水或水冲洗后，可使灰尘和油污自动从玻璃表面剥离，从而达到自清洁的效果。由于纳米TiO2薄膜的亲水性，自洁玻璃还具有防雾、防水滴的功能、抵挡近红外光、防止热辐射，达到节能保暖的功能。其反应方程式为： 2TiO2＋hv→ （TiO2）h+＋（TiO2）e－ O2＋e－→·O－ H2O+h+→·OH＋H+ O2- ＋H+→·OOH OH（·OHH）＋污染物→ 降解产物 式中e-与h+ 分别代表晶体表面产生的电子及空穴，它们与水及氧反应的产物是·O2-及反应活性很高的·OOH 或·OH。由于生成的自由基具有很强的氧化、分解能力，可破坏 1 有机物中的化学键，具有高效的分解有机物的能力，可用于杀菌、除臭、防霉及消毒，比常用的氯气、次氯酸等具有更大效力。 研究表明，TiO2薄膜独特的抗污防雾功能预期在光下的超亲水性有关。在玻璃基片上制成的纳米TiO2薄膜，还具有一个特殊的性质，超亲水性，即光照条件TiO2表面水的接触角不断减少并最终变为完全润湿的现象。其机理是光照使TiO2表面产生相互交替的亲水和疏水的微畴，这种微畴交替的结果相当于很多细小的毛细管，使附着于TiO2表面的水的接触角减小，随着光照时间的延长，毛细管作用增强，水最终在其表面完全润湿，达到超亲水状态。光照停止后，薄膜表面的这种亲水性可以维持数小时甚至到几天左右，随后又慢慢地恢复到紫外光照射前的情况。 亲水性可用水分子在TiO2薄膜表面的接触角来表征。关于亲水性的鉴定，之前有文献报道，当水分子在薄膜表面的接触角小于15°时，具有高的水流动性；小于10°时有自清洁效果；当接触角小于7°时就有防雾效果。 3、纳米自洁净玻璃的制备 纳米自洁净玻璃是利用相应的镀膜技术，在普通玻璃表面镀制一层纳米级TiO2薄膜，成膜方法现采用较多的主要有溶胶-凝胶（sol-gel）法、磁控溅射法和化学气相沉积（CVD）法。 3.1 溶胶-凝胶（sol-gel）法 该法利用易水解的钛盐在某种溶剂中与水发生反应，经水解缩聚形成钛溶胶，将溶胶涂覆在洁净的玻璃表面，镀膜后的基片经干燥、热处理后形成TiO2薄膜。Sol-gel法工艺制膜的关键在于溶胶的配制：为了使玻璃基片上的溶胶膜迅速水解而得到具有一定厚度的透明薄膜，溶胶的配制应使成膜物质、