[发明专利]一种掺锌减反射型自清洁涂层的制备方法

摘要

一种掺锌减反射型自清洁涂层的制备，它采用一种溶胶-凝胶(sol-gel)技术首先在玻璃表面制备一层SiO2薄膜，然后继续采用溶胶-凝胶技术在SiO2薄膜表面制备一层掺锌的TiO2薄膜，制备出一种减反射型自清洁涂层。SiO2薄膜与掺锌TiO2薄膜形成双层减反膜，锌离子的掺杂明显提高了TiO2光催化效率。本涂层技术主要适用于太阳能玻璃板的自清洁和增透，以提高其对太阳能的利用率。

主权项

一种掺锌减反射型自清洁涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)SiO2涂层的制备利用溶胶‑凝胶(sol‑gel)技术在玻璃表面制备一层SiO2薄膜，采用分析纯的正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水，在室温下以体积比V[Si(OC2H5)4]∶V(H2O)∶V(NH3)∶V[C2H5OH]＝1∶2∶0.6∶37混合搅拌，每升溶液添加聚乙二醇(分子量400)1ml，溶液密封陈化，用回流法抽除悬胶体中的NH3催化剂，得到二氧化硅涂膜悬胶体；用提拉法制备薄膜。(2)掺锌TiO2薄膜的制备同样利用溶胶‑凝胶技术在已涂有SiO2涂层玻璃表面制备一层掺锌TiO2薄膜。以钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4]和ZnCl2·5H2O(分析纯)为原料，准确量取一定量的钛酸丁酯及一定量ZnCl2·5H2O溶于无水乙醇中，缓慢加入少量水，用二乙醇胺作抑制剂，延缓钛酸丁酯的强烈水解，不断搅拌得到稳定的掺锌TiO2溶胶，Ti(OC4H9)4∶C2H5OH∶H2O∶NH(C2H5OH)2＝1∶26.5∶1∶1(摩尔比)。掺锌TiO2薄膜同样采用提拉法在已涂有SiO2的玻璃表面制备而成。(3)热处理工艺随着热处理温度的升高，TiO2的晶型由非晶向锐钛矿型转变，热处理温度升高到一定阀值时，将有部分锐钛矿型转化为金红石型TiO2，其中焙烧温度及保温时间控制着晶相组分、晶粒大小及比表面积等；当温度低于300℃时，二氧化钛呈非晶结构，升温到400℃时，已有部分锐钛矿型二氧化钛生成，持续升温到550℃，已有少量金红石晶型存在；随着热处理温度的升高和热处理时间的延长，晶粒逐渐长大，薄膜的比表面积降低，使得催化活性降低。由于锐钛矿晶型比金红石型及板钛矿型催化性能更加优异，同时考虑到薄膜载体玻璃的软化温度，所以应该在软化点以下选择热处理温度，以得到性能优异的TiO2薄膜。