余斌-二氧化鈦光催化涂層及自清潔材料應(yīng)用課件

納米二氧化鈦光催化涂層及自清潔材料應(yīng)用深圳大學(xué)

4/2/202311、二氧化鈦光催化及親水的機(jī)理防霧透明自清潔鏡子表面一旦形成霧膜，反射像變得模糊不清。當(dāng)水在TiO2薄膜表面的接觸角小于15°時(shí)具有高的水流動(dòng)性，小于10°時(shí)有自清潔效果，小于7°時(shí)有防霧效果。因此高度親水化表面可起到防止水分子在表面凝聚成小液滴防霧效果。用于浴室的鏡子、農(nóng)用暖房薄膜、儀器儀表的顯示屏、汽車交通工具的門窗玻璃及反光鏡

4/2/202321、二氧化鈦光催化及親水的機(jī)理防霧透明自清潔建筑、交通運(yùn)輸工具、廣告牌、路牌等表面上，雨水會(huì)自動(dòng)將其清洗干凈。室內(nèi)裝飾及室內(nèi)用具，表面達(dá)到高度的親水性而便于清洗，上面吸附的塵埃很容易擦凈，非常有利于保持表面的潔凈。汽車車身表面涂有這種涂料可減少洗車用水90%。4/2/202331、二氧化鈦光催化及親水的機(jī)理--光催化機(jī)理e4/2/202352、二氧化鈦涂層的制備

深浙技術(shù)Plkington三峽建材耀華中科納米技術(shù)工藝水性納米溶膠，噴涂或超聲霧化四氯化鈦，CVD鈦酸丁酯溶膠，有機(jī)溶劑，提拉四氯化鈦，CVD納米氧化鈦加有機(jī)涂料，無溫度處理制造成本低高高高高環(huán)境影響無HCl有機(jī)溶劑氣體HCl少量有機(jī)設(shè)備規(guī)模小大大大小性能光催化優(yōu)親水性好膜硬耐磨光催化優(yōu)親水性好膜硬耐磨光催化良親水性良膜硬耐磨光催化優(yōu)親水性好膜硬耐磨光催化優(yōu)親水性好耐磨性差4/2/20236純水性的無機(jī)二氧化鈦溶膠，鈦含量在2-10%，溶膠粒子的粒徑分布范圍5-50nm，并可加水任意稀釋，中性，PH值為7-8，透明，存放穩(wěn)定，可采用噴涂、霧化等方法涂膜，低溫（300-500度）溫度處理即能得到具有優(yōu)良性能氧化鈦涂層，具備光催化特性，經(jīng)過光照后，具有優(yōu)異的超親水性的特點(diǎn)。2、二氧化鈦涂層的制備純水性的鈦溶膠制備優(yōu)點(diǎn)4/2/20237部分結(jié)果：

室外自然光照后涂層噴水后的效果：右-涂層，左-無涂層。

2、二氧化鈦涂層的制備純水性的鈦溶膠薄膜效果

六個(gè)月后的使用效果

4/2/20239紫外燈光照接觸角度的變化當(dāng)安裝完成后,玻璃表面的膜層需要4至7天時(shí)間來激活。

4/2/202310太陽光照水接觸角的變化(涂層處理溫度℃:a-100,b-200,c-300,d-400,e-500)高速公路的玻璃墻的長(zhǎng)期使用效果，左-涂層，

右-無涂層。

4/2/202311染顏料涂層光觸媒涂層的開發(fā)屬光觸媒應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的上、中游，提供一穩(wěn)定、安定，并與resin等搭配應(yīng)用等，在日本已上市相關(guān)商品包括有粉末、覆膜溶液（coatingsolution）等?？諝馇鍍粞b置

此類的應(yīng)用多半與室內(nèi)家具，如家電類、燈具等，或是汽車等較為封閉性之空間做一搭配。其它除了上述利用光觸媒之空氣清凈、自清、防污、抗菌等功能的應(yīng)用產(chǎn)品外，另外光觸媒薄膜具有超親水性質(zhì)，亦被利用于汽車后視鏡之除水、防霧的功能上。4/2/202313紫外光照對(duì)親水性的影響以鋼化涂層玻璃為例，其角度變化過程是：Noirradiation

UV20min4/2/202314UV40minUV60min紫外光照對(duì)親水性的影響4/2/2023152、SiO2摻雜離子摻雜TiO2光催化EffectofSiO2contentonthephotocatlayticdecomposingaceticacidofTiO2/SiO2film

醋酸濃度×10-4(mol/L)t/min5%10%0%20%4/2/202317

TiO2/SiO2復(fù)合薄膜超親水性1、親水性Schematicchartofcontact-angleofdroplet

親水角θd4/2/202318

TiO2/SiO2復(fù)合薄膜超親水性SiO2content%

01020304050Contactangle/(o)1hirradiation10107539Contactangle/(o)Indarkplacefor24hours30161576131、親水性4/2/202319

TiO2-SiO2多層膜親水性substrateSiO2TiO2SiO2SandwichstructureofTiO2-SiO2multilayerfilms4/2/202321（1）TiO2溶膠的制備、薄膜的完整性、與基體的結(jié)合強(qiáng)度及光催化性能關(guān)系通過控制燒結(jié)工藝可有效控制薄膜的開裂，保證薄膜與基體的結(jié)合強(qiáng)度。薄膜的光催化活性與燒結(jié)溫度有關(guān)，450~550℃燒結(jié)時(shí)光催化活性最高。薄膜的最佳結(jié)合強(qiáng)度與最高光催化活性的燒結(jié)溫度不同，可以通過對(duì)TiO2改性使其二者的最佳燒結(jié)溫度趨于相近。結(jié)論4/2/202322結(jié)論（2）稀土離子及SiO2摻雜的TiO2薄膜光催化活性少量氧化鑭和氧化鈰及SiO2摻雜可有效提高的二氧化鈦薄膜的光催化活性，其中稀土元素最佳摻雜量的原子比（稀土原子與鈦原子）均為4%，SiO2最佳摻雜量為10mol%。

4/2/202323結(jié)論（4）TiO2/SiO2復(fù)合薄膜表面光催化活性和親水性關(guān)系光催化和親水性具有相互促進(jìn)的作用表面自清潔效應(yīng)是光催化和親水性協(xié)同作用的結(jié)果

添加不同數(shù)量的SiO2，可使TiO2/SiO2復(fù)合薄膜具有高的光催化