[发明专利]一种掺杂型可见光催化自洁膜、喷墨打印自洁玻璃及其制备方法

说明书

本发明涉及自洁玻璃技术领域，具体涉及一种掺杂型可见光催化自洁膜、喷墨打印自洁玻璃及其制备方法。本发明的喷墨打印自洁玻璃，包括玻璃本体，玻璃本体表面向外依次喷墨打印有粘结墨水薄层、可见光催化墨水薄层和掺杂增益墨水薄层，粘结墨水薄层由低温玻璃粉墨水喷墨打印而成，以将可见光催化墨水薄层黏附于玻璃本体表面；可见光催化墨水薄层由能生成钒酸铋的墨水喷墨打印而成，以吸收可见光实现玻璃自洁；掺杂增益墨水薄层由含有稀土元素的墨水喷墨打印而成，以增强可见光催化墨水薄层吸收可见光的能力。本发明的掺杂型可见光催化自洁膜、喷墨打印自洁玻璃均具有自洁效果好、使用寿命长的优点，本发明的制备方法采用喷墨技术，开创了新领域。

技术领域

本发明涉及自洁玻璃技术领域，尤其涉及一种掺杂型可见光催化自洁膜、喷墨打印自洁玻璃及其制备方法。

背景技术

自洁玻璃指通过在玻璃表面形成半导体氧化物的光催化薄膜，在阳光的作用下，光催化剂产生了电子-空穴对，以其特有的强氧化能力将玻璃表面的几乎所有的有机污染物完全氧化并降解为相应的无害无机物，从而使玻璃表面具有易洁、自洁、防雾和不易再被污染的功能。自洁玻璃是新型的生态建材，将会广泛用于玻璃幕墙、玻璃屋顶、汽车玻璃等行业中，具有重要的社会效益和环境效益。

目前，自洁玻璃主要采用表面镀膜工艺，即在玻璃表面镀膜，现有技术主要是镀TiO₂薄膜，但能够用于工业化生产的镀膜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，而溶胶-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。

以上是在镀膜工艺过程中存在的问题，即便克服上述问题，在玻璃表面镀了TiO₂膜后，还存在另一重要问题：因光催化效率非常低而导致玻璃自洁效果非常差的问题。具体而言，TiO₂的禁带较宽(约3.2eV)，需要能量较高的紫外光才能使其价带中的电子受激发，因此单独的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。然而自然界太阳光中的紫外线辐射所占部分较少（只有总体的4%左右)，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，也就导致玻璃自洁效果非常差。

基于上述镀膜工艺各具体方法存在的问题以及镀TiO₂膜后自洁效果差的问题，亟需找到解决方案。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足，而提供一种喷墨打印自洁玻璃，采用喷墨打印技术在玻璃本体表面形成了含有钒酸铋的掺杂型可见光催化自洁膜，通过吸收可见光来进行光催化，不仅自洁效果好，而且使用寿命长。

本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足，而提供一种喷墨打印自洁玻璃的制备方法，采用喷墨技术，不仅操作简单，更重要的是，开创了将喷墨打印技术用于制作玻璃本体表面薄膜的新领域，而且制得的自洁玻璃，不仅自洁效果好，而且使用寿命长。

本发明的目的之三在于针对现有技术中的不足，而提供一种如上所述喷墨打印自洁玻璃的制备方法中的掺杂型可见光催化自洁膜，该掺杂型可见光催化自洁膜，不仅自洁效果好，而且使用寿命长。

为实现上述目的之一，本发明提供的技术方案为：

一种喷墨打印自洁玻璃，包括玻璃本体，所述玻璃本体表面向外依次喷墨打印有粘结墨水薄层、可见光催化墨水薄层和掺杂增益墨水薄层，

所述粘结墨水薄层由低温玻璃粉墨水喷墨打印而成，以将所述可见光催化墨水薄层黏附于所述玻璃本体表面；

所述可见光催化墨水薄层由能生成钒酸铋的墨水喷墨打印而成，以吸收可见光实现玻璃自洁；