自清洁玻璃.pptx

自 清 洁 玻 璃主讲人：YQW贵州大学组长：yqw成员：yqw 背景： 随着工业经济的发展，环境污染问题在我国显得越来越严重和突出，据世界权威人士估计，中国环境污染的问题居世界首位，全球空气污染最严重的20个城市中，中国占到一半，环境保护问题成了当务之急的问题。而玻璃这一传统的透明建筑材料在现代建筑业、汽车工业以及家庭中得到了最广泛的应用，由于空气污染的加重，也使得它们的清洁工作变得日益艰难。 自洁净玻璃就是为了解决以上问题，提出的一种新概念的功能建筑玻璃。自清洁玻璃能够利用阳光、空气、雨水，自动保持玻璃表面的清洁，并且玻璃表面所镀的TiO2膜或其他半导体膜还能分解空气中的有机物，以净化空气，且催化空气中的氧气使之变为负氧离子，从而使空气变得清新，同时能杀灭玻璃表面的细菌和空气中的细菌。之所以选用TiO2是因为它无毒、难溶、光催化活性好以及成本低等。 从自清洁玻璃定义可知自清洁玻璃是指具有自动亲水除污功能表面的玻璃，因此，自清洁玻璃无须从功能分类，只需从玻璃表面镀膜的材质出发就可以区别不同性质的自清洁玻璃。 自清洁玻璃按材质分类可分为无机膜材料自清洁玻璃和有机膜材料自清洁玻璃，按亲水性分类可分为超亲水性自清洁玻璃和超疏水性自清洁玻璃。超亲水性自清洁玻璃： 超亲水性自清洁玻璃是由无机材料与传统玻璃基质的结合，超亲水自清洁玻璃是靠表面对水的亲和性把无机污物和有机污物隔开进行自清洁处理得到。（右图为其实用图片展示）超亲水表面玻璃主要分为两种： 其一，通过对物质表面化学和几何微观结构的改造，自感表面或微孔表面可以使玻璃具有超亲水性能，水被吸附在玻璃表面凹缝里，剩下的水滴流在固体和液体拼凑的表面上。其二，利用光催化物资，使其受到可见光或紫外光辐射影响后具有超亲水性能，如TiO2、ZnO等。目前超亲水表面表面研究主要基于TiO2光至超亲水膜的研究。由于TiO2高效的光催化能力和易于沉积于各种材料表面，加速了超亲水自洁膜的发展。 薄膜表面的的超亲水性是指水滴在表面的接触角小于10度，而TiO2的薄膜只有在紫外光照射后才会具有超亲水性，因此需要降低初始接触角来提高薄膜表面的超亲水性能。 TiO2薄膜表面的超亲水性由紫外光诱导引起的特性，限制了TiO2自清洁薄膜的发展。因而要扩大TiO2薄膜的应用范围，就要通过改变表面的光谱响应范围，现在主要通过掺杂Rh、V、Fe等金属元素或其他氧化物，引入其他杂质能级，从而引起吸收波长的“红移”使TiO2薄膜的光谱响应增强。超亲水性玻璃具体类别： 一、纳米TiO2自清洁玻璃 二、纳米TiO2/SiO2自清洁玻璃 三、过渡金属离子掺杂的纳米TiO2自清洁版玻璃 四、稀土金属离子掺杂的纳米TiO2自清洁玻璃 五、贵金属掺杂的纳米TiO2自清洁版玻璃 六、其他元素掺杂的纳米TiO2自清洁版玻璃 七、无机-有机杂化自清洁玻璃在此着重对“纳米TiO2自清洁玻璃”的性能进行介绍：超疏水自清洁玻璃：通常，有机自清洁玻璃都是疏水的，正是由于其超疏水性使处在玻璃表面的水无法吸附在玻璃表面而变为球状水珠滚走来保持表面清洁，同时，也有特殊无机结构材料膜的超疏水玻璃。超疏水性表面可以通过两种途径来制备： 一种是在疏水材料表面改变材料表面的粗糙度和表面形态 另一种是在具有一定粗糙度的表面上修饰低表面能的物质。超疏水自清洁玻璃是模仿荷叶的自清洁效果，超疏水性玻璃的表面有微小突起，会在玻璃和液体之间形成空气膜，导致水珠大部分与空气膜直接接触，减少了与玻璃表面的直接接触。由于水的表面张力作用使水滴在这种粗糙的表面上以球形形状为主，其接触角可达150度以上，并且水珠可以很自由得在表面滚动，其间玻璃表面的的尘土之类的脏东西会被带走，由于水分子之间的引力作用，水珠走过的地方不会在玻璃表面留下痕迹，从而达到“自清洁”作用。 荷叶超疏水性示意图： 自清洁玻璃它也泛指在玻璃表面上涂抹一层特殊的涂料后，使得灰尘或者污浊液体（包括含水，甚至含油的液体）都难以附着在玻璃的表面，或者比较容易地被水（或者雨水）冲洗掉，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。 这种特殊的涂料就是所谓的“易洁涂料”，或者“自洁涂料”。它是利用物体在自然界所具有的二个基本物理特征而开发出来。所谓易洁玻璃就是玻璃表面拥有高疏水性相近莲花效应，使水无法被玻璃完全沾附，让水滴本身的表面张力产生水滴状的现象，水滴会自然滑落带走尘埃，使玻璃拥有易洁效果，灰尘也将无法堆积， 比起一般玻璃的水渍淤积，长期下来效果有相当明显的差异。市面上用于玻璃和陶瓷表面的“易洁涂料”，或者“自洁涂料大致可以分成三类： 第一类：主要成分是硅酮（或硅有机树脂）或者其它油性的材料构成，涂在材料表面给人一种油滑的感觉，但是它并没有和材料表面的二氧化硅分子作用生成坚固的?