[发明专利]以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法，属于纳米钛基薄膜制备技术领域。本发明为克服现有钛基薄膜的问题，提供了一种以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法，包括：以TiCl₄为钛源、加入聚乙二醇制备钛基水溶胶；基片处理；镀膜；热处理。本发明钛基纳米自清洁薄膜具有优异的亲水性能及光催化性能，薄膜透过率可达88％，光照下甲基蓝降解率提高65％，与水的接触角均较小，最小的接触角为6.5°，同时具有较宽的禁带宽度、较强的机械强度、良好的化学稳定性、抗磨损性、低成本、无毒性。

技术领域

本发明属于钛基纳米薄膜制备技术领域，具体涉及一种以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法。

背景技术

目前玻璃在现代都市中大面积使用，楼的门窗、幕墙、车窗等等。但是，在经济日益繁荣和发展的今天，环境污染问题已成为一个直接威胁人类生存而急待解决的焦点问题，令人烦恼的玻璃清洁问题也随之而来。例如高空作业，危险性大；使用高强度洗涤剂，有一定的腐蚀性，同时产生的废水给环境带来二次污染；在清洁中需使用大量的水，浪费了水资源等问题。因此在玻璃表面制备一种自清洁薄膜，可以利用天然条件达到自清洁效果，就可以解决以上所有问题。

自清洁薄膜主要将玻璃、陶瓷等作为载体,镀上功能化后的薄膜,在紫外线光照下,使空气中水分和氧气转化为经基自由基和活性氧自由基然后这些游离的自由基使、等污染气体转化成各种无害的气体或酸类,现在自清洁薄膜都具有光催化的作用，向着可以吸收可见光、更高的量子效率、复合型发展。自清洁技术在消毒杀菌、防污除臭、净化空气以及分解水中有机污染物等方面都显示了良好的应用前景是近年来国内外研究的热点领域之一。

TiO₂光催化产品的研究开发，目前已经到了基础理论完备、应用研究飞速发展的阶段，研究领域近年来也出现过制备二氧化钛薄膜等一系列的光催化领域的应用，但都出现了不同程度的弊端，例如光催化效率低、超亲水性只有在紫外光照条件下才能体现(光响应波长比较狭窄)、亲水性还有可提升空间、表面附着力不合格、表面直观感较差等问题。

发明内容

本发明为解决现有技术的上述问题，提供了一种以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法，其包括以下步骤：

钛基水溶胶制备：

A、将四氯化钛溶液滴入水中，得溶液A；

B、将苛性碱与水混合，得溶液B；

C、搅拌下，向溶液A中滴加溶液B，当体系pH为6～7时，停止加入溶液B，经共沉淀反应，得沉淀，所得沉淀经洗涤后，分散于水，得悬浮液；

D、向悬浮液滴加双氧水，然后加入聚乙二醇，并搅拌至溶液呈透明状，再采用氨水调节体系pH至6～7，静置后，得钛基水溶胶；

基片处理：

E、先用浓盐酸-重铬酸钾混合液浸泡载体去除表面无机污染物，用水冲洗后，用无水乙醇超声振荡清洗，再用水超声振荡重复清洗三次，烘干，备用；

镀膜：

F、对经步骤E处理后的载体进行镀膜，镀膜3～5层，每镀一层膜先烘干再进行下一层镀膜；

热处理：

G、350～900℃煅烧镀膜后的载体，热处理后，钛基纳米防腐薄膜在载体表面生成。

其中，上述以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法，步骤A中，所得溶液A的钛浓度为0.5～0.8mol/L。

其中，上述以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法，步骤B中，所得溶液B的苛性碱浓度为4～6mol/L。

其中，上述以四氯化钛为钛源的制备钛基纳米自清洁薄膜的方法，步骤C中，在200～500r/min转速向溶液A中滴加溶液B。